Celulares La Biblia

Telefonía, Principios y Fundamentos

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA

Telefonía Principios y Fundamentos EDITORIAL QUARK

Ing. Horacio D. Vallejo Rep. Argentina $1190

Radioenlace Telefonía Celular Teléfonos Electrónicos Teléfonos Inalámbricos Conmutación Telefónica Contestadores Telefónicos Mantenimiento y Reparación Sistemas Multiplex: PCM y FDM

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA 9 7 8 98 7 9 2 2 75 9 6

PRESENTA

Telefonía Principios y Fundamentos por: Ing. Horacio D. Vallejo Editado por:

Editorial Quark S.R.L. Herrera 761 (1295) Buenos Aires - Argentina Director: Horacio D. Vallejo Producción: Pablo M. Dodero

Impresión: Imprenta Rosgal - Montevideo - Uruguay - Septiembre de 1999 Queda hecho el depósito que previene la ley 11723 Distribución en Capital: Distribuidora Cancellaro e Hijo SH, Gutemberg 3258, Buenos Aires Distribución en el interior: Distribuidora Bertrán S.A.C., Av. Vélez Sarsfield 1950, Buenos Aires Distribución en Uruguay: Berriel y Martínez, Paraná 750, Montevideo, R.O. U. La editorial no se responsabiliza por el contenido del material firmado. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta publicación, así como la industrialización y/o comercialización de los circuitos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la editorial.

ISBN 987-9227-59-X

INDICE CAPITULO 1 PRINCIPIOS DE LA TELEFONIA Y CONMUTACION Las comunicaciones telefónicas.........5 Las señales de marcado .....................6 Conmutación telefónica ....................9 Introducción ....................................9 Tipos de aparatos telefónicos ............9 Funcionamiento del teléfono a disco ..............................................9 Funcionamiento del teléfono con teclado .....................................11 Funcionamiento del teléfono multifrecuente - MF .......................12 Número de identificación del teléfono ..........................................13 Red telefónica ................................14 Tipos de centrales telefónicas .........16 Conmutación MFC .........................18 Señalización telefónica ...................21 Conexión DDN ..............................22 Tarifas de las llamadas DDN ...........24 Conexión DDI ................................24

CAPITULO 2 TELEFONOS Y CONTESTADORES Funcionamiento de los teléfonos comunes ..........................27 El teléfono electromecánico............27 El teléfono electrónico ...................31 Contestadores telefónicos ...............38 Análisis del circuito de un contestador comercial .....................41 Teléfonos inalámbricos ...................45 Recepción de llamada .....................46 La operación de llamada .................48 Descripción de un teléfono

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comercial........................................49 Un teléfono más seguro ..................54

CAPITULO 3 SISTEMAS MULTIPLEX PCM y FDM Introducción...................................63 PCM ..............................................63 ¿Qué es la multiplexación? ..............64 Sistema básico de transmisión .........65 Filtro pasabanda (FPB) en la entrada .......................................65 Circuito de muestreo ......................66 Modulador PAM básico...................67 Cuantización ..................................68 Curva de cuantización lineal ...........69 Cuantización no lineal ....................70 Codificación ..................................72 Codificación de los pulsos PAM en una palabra de 8 bits ..................73 Período y velocidad de muestreo .....75 Multiplexación TDM de los canales telefónicos ..........................76 Decodificación de las señales PCM...................................77 Formación de sistemas PCM de jerarquía superior .......................78 FDM - Sistema multiplex por división de frecuencia .....................79 FDM a 4 hilos ................................80 Conexión interna de un híbrido ......81 Formación de un grupo básico (GBP) ..................................82 Modulación directa .........................82 Modulación por pre-grupo ..............83 Sistema de premodulación ..............85 FDM de 60 canales .........................87 FDM de 300 canales .......................88 Formación de multiplex Telefonía, Principios y Fundamentos

INDICE de 900 canales ................................89 Sistema FDM de 2.700 canales ........89 Otros sistemas: a) FDM de 10.800 canales ..........90 b) FDM de 960 canales .............90 Sistemas de baja capacidad ........90 MPX de media capacidad ..........90 MPX de alta capacidad..............90

Estación móvil (EM) .....................111 Establecimiento de una comunicación................................112

CAPITULO 4

Introducción .................................113 Mantenimiento de teléfonos electrónicos ..................................113 Diagnóstico de la campanilla .........115 Diagnóstico del circuito de marcado ...................................115 Diagnóstico de los circuitos de envío de voz .............................115 Diagnóstico de los circuitos de recepción de voz.......................116 Mantenimiento de constestadores telefónicos .............116 Fuente de alimentación .................116 Sistema de control ........................117 Detector de señal de llamada.........118 Circuito de grabación-reproducción de mensajes de salida y entrada .....118 Mecanismos ..................................120 Teléfonos inalámbricos .................120 Unidad base ..................................121 Fuente de alimentación .................121 Circuito de recarga de baterías ......121 Syscon ..........................................121 Marcado .......................................122 Recepción y transmisión de voz.....122 Recepción y envío de contestación de salida ...................123 Circuitos de protección.................124 Unidad remota..............................124 Fuente de alimentación .................124 Conclusión ...................................125 Protección para teléfonos..............125

PRINCIPIOS DEL RADIOENLACE Atenuación de espacio libre (Ao) .....91 Refracción ......................................93 Difracción ......................................96 Absorción .......................................98 Reflexión ........................................99

CAPITULO 5

COMO FUNCINA LA TELEFONIA CELULAR Introducción .................................101 Algunas consideraciones sobre el sistema celular ..........................103 Cronología sobre las comunicaciones por RF .................103 Trunking ......................................105 Sistema móvil celular ....................105 Celdas ..........................................105 Cluster .........................................107 Hand-off ......................................107 Roaming .......................................107 Roaming no automático ................108 Roaming nacional .........................108 El sistema móvil celular ................109 La EBRF ......................................109 Central de conmutación y control (CCC)............................110 Telefonía, Principios y Fundamentos

CAPITULO 6 MANTENIMIENTO Y REPARACION DE LOS TELEFONOS

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PROLOGO

Prólogo: Telefonía, Principios y Fundamentos, nace como una consecuencia del Curso dictado en diciembre de 1998, en el cual se entregó como material de estudio un texto editado para tal fin y que se encuentra actualmente agotado. Las diferencias fundamentales entre ambos libro radica en el hecho de que el primero contiene amplio contenido teórico sobre centrales telefónicas de programa almacenado (SPC) que fue suprimido en este texto por considerar que su difusión será mayor y dicho tema no resulta de interés relevante para técnicos y estudiantes, a quienes se dirige esta obra. Sabemos que al banco de trabajo de todo técnico reparador llegan teléfonos electrónicos, contestadores telefónicos y teléfonos inalámbricos. También somos conscientes de que en ciudades pequeñas el técnico debe “meter mano” en equipos de radioenlace locales y que cada vez es más frecuente el uso de teléfonos móviles. Atento a todas estas premisas, he incluído en esta obra, muchos temas ya publicados en Saber Electrónica haciendo incapié en la necesidad de entregar conocimientos útiles para facilitar la reparación de equipos y aparatos telefónicos. En suma, Telefonía, Principios y Fundamentos es un libro que lo capacita en comunicaciones de consumo sin dejar de lado los principios que hacen a las comunicaciones por Radioenlace, Telefonía Celular y la forma en que se transmiten varios canales telefónicos por un sólo vínculo (Multiplex, PCM y FDM). La didáctica con que se presenta cada capítulo facilita la capacitación del técnico para que pueda encarar la tarea de reparación de teléfonos, contestadores y otros equipos. Horacio D. Vallejo

Agradezco profundamente a mis compañeros de trabajo con quienes luchamos codo a codo para entregarles siempre lo mejor de nosotros. Dedico esta obra a mis compañeros de la ENET Nº 19, Alejandro Volta. 4


PRINCIPIOS CAPITULO

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Figura 1

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Principios de la Telefonía y Conmutación Las Comunicaciones Telefónicas Para comprender los procesos de transmisión y recepción de un teléfono electrónico, es necesario conocer primero la operación del sistema convencional del teléfono alámbrico, el cual se basa en principios electromecánicos, aunque en la actualidad, la mayoría de los procesos analógicos y/o electrmecánicos han sido reemplazados por tecnología digital. En este capítulo vamos a hablar en forma breve de los elementos involucrados en una línea telefónica, de los procesos de marcado y recepción de llamadas y de la naturaleza de las señales. Veamos primero los elementos que conforman una línea telefónica. En la figura 1 se muestra una representación de este proceso. En primer lugar, observe que todos los teléfonos abonados se conectan a unidades independientes, las cuales reciben el nombre de "centrales secundarias" y se encargan de manejar los aparatos de una determinada zona, misma que por lo general se identifica con los tres primeros dígitos de la numeración telefónica (ahora son 4 dígitos en las grandes ciudades de Argentina). Estamos suponiendo una estructura para comunicaciones locales y a distancia. A su vez, las centrales secundarias se conectan a una "central general", la cual maneja las comunicaciones de toda una ciudad o zona geográfica, se encarga del flujo de llamadas entre las propias centrales secundarias y entre éstas y el exterior de la misma zona e incluye el resto del país y el extranjero, aunque de hecho, para ciudades muy grandes pueden existir varias centrales generales. En tanto, para las llamadas de "larga distancia", hay dos posibilidades: 1) Cuando las ciudades están relativamente cerca y hay un intenso tráfico de llamadas, se opta por la interconexión entre centrales mediante uno o varios cables, de esta manera se establece una comunicación alámbrica directa.


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2) Cuando las ciudades están muy alejadas o no hay un tráfico intenso entre ellas, conviene más la comunicación por microondas, a través de antenas retransmisoras o incluso de satélites. Cuando el usuario "descuelga" el auricular, la central secundaria detecta el evento y en respuesta envía una señal conocida como "tono de marcar", la cual, además de confirmar que se ha establecido la comunicación entre el aparato y la propia central, advierte que está lista para establecer el enlace con el número deseado. Al ser marcado el número, las posibilidades son: 1) Si el teléfono receptor se encuentra ubicado en la misma zona de influencia de la central secundaria, en ella misma se establece la conmutación y el enlace entre teléfonos (figura 2). 2) Si el número marcado no corresponde a la central secundaria, pero está en la misma ciudad, se hace contacto con la central principal, la cual identifica la central secundaria en la que se encuentra el teléfono receptor y le traslada la llamada y se establece el enlace (figura 3). 3) Si el teléfono solicitado no se encuentra en la misma ciudad, la central principal se comunica por cable o microondas con su homóloga de la ciudad destino, la que a su vez identifica la central secundaria a la que pertenece el número receptor y le traslada la llamada, para que establezca la comunicación (figura 4).

Figura 2

Figura 3

Las Señales de Marcado Veamos ahora la naturaleza de las señales intercambiadas entre las centrales periféricas y los aparatos telefónicos. Analizando con osciloscopio la señal de la línea telefónica, la cual sólo consta de dos cables, se puede observar que cuando el teléfono está "colgado" (teléfono inactivo) aparece una tensión de alrededor de 50V (figura 5), con un pequeño ripple de menos de 1V que tiene una frecuencia de 50Hz (seguramente, como resultado de la interferencia de la línea de alimentación). Cuando se "descuelga" el auricular, este nivel baja súbitamente hasta 10V y el tono de marcado se "monta" sobre este montaje (figura 6).

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Figura 4


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Figura 6

Figura 5 Figura 7

Cabe aclarar que tanto las tensiones recién mencionadas como las frecuencias de los tonos de marcado pueden variar para las diferentes centrales, pero en todos los casos se mantienen dentro de valores normalizados que iremos describiendo en el transcurso de la obra. Cuando el usuario marca un número para hacer una llamada, se tienen dos situaciones dependientes de si el estándar utilizado por la compañía que suministra el servicio telefónico es analógico o digital. El primer caso corresponde al sistema tradicional de marcado por pulsos, en el cual la tensión de 10V presenta variaciones que llegan hasta los 50V de DC originales, que forman una señal como la que se muestra en la figura 7, con una frecuencia de 10Hz, lo que significa que podrían enviarse hasta 10 pulsos por segundo, pero como se expide la misma cantidad según el dígito marcado (por ejemplo, si se marca el número 5 se envían sólo 5 pulsos) el número que podemos observar se mueve en un rango de entre 1 y 10. En los teléfonos tradicionales este proceso se efectúa por medios mecánicos (un interruptor en la parte trasera del disco es activado por una serie de protuberancias en el segmento giratorio, figura 8); sin embargo, en los teléfoFigura 8 nos electrónicos esta función se lleva a cabo mediante solenoides o interuptores de estado sólido (figura 9). La forma de es-


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tos pulsos también es importante, ya que deben mantener un ciclo de trabajo de 66%; esto es, el pulso en voltaje alto es dos veces más ancho que el intervalo en nivel bajo y, si esta relación no se cumple, es posible que la central no reconozca adecuadamente los niveles eléctricos asociados al número marcado. En las líneas actuales, en las que intervienen sistemas digitales, el marcado se realiza por medio de tonos, a partir de un decodificador que divide el teclado en renglones y columnas y asigna a cada número de este arreglo una frecuencia determinada, de tal forma que con el cruce renglón-columna se obtiene un tono específico para cada tecla, como resultado de la mezcla de ambas frecuencia. A esta codificación se le conoce como DTMF (Dual Tone Modulated Frecuency o modulación en frecuencia de dos tonos). A su vez, cada tono resultante también se "monta" sobre los 10V de polarización de la línea telefónica y es detectado en la central mediante un filtro digital que cuenta la frecuencia de cada uno e identifica el dígito marcado. Cuando se recibe una llamada, la señal del timbre es una onda senoidal de unos 160Vpp montada sobre la polarización original de 50V (figura 10). Esta tensión tan alta es necesaria para hacer sonar la campanilla en aparatos convencionales, pero también se aprovecha en teléfonos modernos para que al detectarse se active le zumbador de llamada. Finalmente, una vez que se ha establecido la comunicación, el sonido de entrada llega "montado" sobre los 10V de polarización, con una amplitud de unos 200mV (puede crecer hasta 500mV en sonidos fuertes); a su vez, esta señal es enviada hacia el parlante del receptor. Y por el contrario, los sonidos captados por el micrófono también se envían hacia la línea montados en los 10V de polarización, pero con una amplitud mucho mayor (normalmente de entre 1 y 2 volt pico a pico). Estas son las señales involucradas en la transmisión y recepción de llamadas telefónicas. Téngalas en cuenta para las explicaciones posteriores.

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Figura 9

Figura 10


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Conmutación Telefónica Introducción Una conexión telefónica se divide básicamente en dos partes: conmutación y conversación. Se entiende por conmutación todo el proceso que sigue un abonado "B". Este proceso se inicia en el momento en que el abonado "A" descuelga el teléfono y termina cuando el abonado "B", conectado en el otro extremo de la línea, atiende la llamada. El circuito de conversación, a su vez, es el circuito que permite a los dos usuarios comunicarse entre sí, o sea, corresponde al circuito de voz. En este artículo abordaremos el circuito de conmutación. A continuación explicaremos paso a paso cómo se procesa una comunicación telefónica de una manera simplificada, los tipos de aparatos telefónicos usados y cómo el abonado "A" se comunica con el abonado "B", en conexiones locales, DDN y DDI (Discado Directo Nacional e Internacional). Tipos de Aparatos Telefónicos El aparato telefónico es la pieza clave en la conmutación, ya que en éste se inicia todo el proceso de conmutación. El aparato telefónico es el medio de comunicación entre el abonado y la central. En cuanto al modo de operación, se dividen en dos grupos: a disco y con teclado. Los teléfonos con teclado, a su vez, también pueden subdividirse en decádico y multifrecuente-MF, como veremos a continuación. Funcionamiento del Teléfono a Disco

Figura 11

La principal función del disco del aparato telefónico es generar un lenguaje codificado que pueda ser "entendido" por la central a la cual está conectado. El diálogo entre el aparato telefónico y la central es realizado a través de la interrupción de la corriente que circula a través del circuito durante un cierto intervalo de tiempo, resultando en una circulación de corriente en la forma de pulsos y pausas, como muestra la figura 11. La corriente que circula a través del circuito (proporcio-


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nada por la fuente de 48V (cc) de la central) hace el siguiente trayecto: bobina del relé de la central, RC, resistencia de loop de los cables A y B de la línea del abonado "A" de la resistencia interna del propio aparato telefónico y contactos CT y CD, y vuelve a la fuente de la central. Cuando el tubo está en su soporte, su peso presiona la horquilla, esto mantiene el contacto del descanso CD abierto. En esta condición no circulará corriente por el circuito y el relé de la central RC queda inoperante. Cuando el tubo es retirado de la horquilla, el contacto CD cierra y la circulación de corriente por el circuito dependerá del estado del contacto CT, contacto éste accionado por una saliente (viela) acoplada al eje del disco. Cuando el disco es girado en el sentido de las agujas del reloj, hasta el fin de su curso y soltado, vuelve con una cierta velocidad a su posición de retorno o posición inicial. La velocidad con que vuelve el disco va a depender de la elasticidad del resorte de retroceso que envuelve el eje del disco. Durante el retorno del disco (y solamente durante el retorno), la saliente hace abrir y cerrar el contacto CT, que interrumpe la corriente igual número de veces como sea el número discado. Cuando discamos el número 4, por ejemplo, el contacto CT abre y cierra 4 veces; lo mismo ocurre con los demás números discados. El estado de abertura y cierre y el tiempo de duración de cada estado pueden ser representados por el nivel de la corriente de loop que circula por el circuito. Cuando el contacto CT está cerrado, circula una corriente de 20mA a 30mA, corriente máxima. Cuando el contacto CT está abierto, la corriente es nula, como vemos en la figura 12. La duración máxima y mínima del tiempo de cierre y apertura del contacto CT, o sea, el tiempo que la corriente circula y es interrumpida respectivamente, es normalizada por el CCITT (Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telecomunicaciones). En este intervalo de tiempo, la central debe distinguir entre la presencia y la ausencia de los pulsos recibidos. La información generada por el disco (contacto abierto o cerrado) es transferida hacia los órganos de la central, a través de los contactos del relé RC, cuya bobina está conectada en serie con la corriente de loop del circuito. No debemos olvidar que la línea telefónica que conecta el teléfono del abonado a la central, sea A o B, es usada tanto durante la conmutación como durante la conversación entre los usuarios, cualquiera sea el tipo de central usada.

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Figura 12


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Funcionamiento del Teléfono con Teclado

Figura 13

El principio de funcionamiento del teléfono decádico (de diez teclas) es semejante al funcionamiento del teléfono a disco. El teléfono decádico es un teléfono a disco más sofisticado, pues tanto el principio de funcionamiento como los recursos ofrecidos son los mismo, con excepción de las teclas * y #. En el teléfono con teclado, en lugar de que el diálogo entre el mismo y la central sea realizado a través de la apertura y cierre de un contacto mecánico accionado por el disco, es realizado a través de un "switch" o conmutador electrónico, accionado por teclas, como se ve en la figura 13. Cuando presionamos la tecla correspondiente al número que estamos marcando, éste dispara un oscilador de onda cuadrada del tipo flip-flop, que genera un tren de pulsos semejante al tren de pulsos generado por el disco. El oscilador flip-flop, a través de los estados de corte y saturación (ON-OFF) conmuta los 48V (CC) de la fuente de la central, por un número de veces igual al número discado (o tecleado), tal como ocurre con los contactos del relé de la central RC (figura 11). El tiempo que circula la corriente por la línea y el tiempo que está interrumpida, tiene la misma duración del teléfono a disco, como vemos en la figura 12. La ventaja del teléfono con teclado en relación al teléfono a disco es que el primero envía los pulsos hacia la línea en una secuencia uniforme (aunque el usuario teclee lo más rápido que pueda) ya que los pulsos son primero almacenados en la memoria y luego son liberados en secuencia; hacia la línea son enviados en la forma de "paquetes", pero en intervalos regulares. La otra ventaja del teléfono con teclado es que el tiempo de apertura y cierre es fijo, lo mismo ocurre con la pausa interdigital (intervalo entre presionar una tecla y otra), ya que son controlados electrónicamente, lo que ofrece mayor precisión. En el teléfono con teclas, además de los 10 guarismos existentes en su panel, existen dos teclas auxiliares más, conocidas por el asterisco (*)y numeral (#). La tecla * tiene por función almacenar en la memoria del propio aparato telefónico, hasta 10 números de teléfono, los llamados con mayor frecuencia por el usuario "A". Por ejemplo, para almacenar el teléfono 260-43XX en la memoria (tecla 2), debemos presionar las teclas en la siguiente secuencia: *260-43XX* 2. Una vez almacenado, para llamar a ese teléfono basta accionar en la secuencia las teclas * y 2. Para almacenar otros números de teléfono en las demás memorias, el procedimiento es el mismo. Para borrar un número que está almacenado en cualquiera de las


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memorias, basta memorizar otro número para que automáticamente el anterior sea borrado. Esa facilidad para almacenar hasta 10 números en la misma memoria es un recurso ofrecido por el propio aparato telefónico y es independiente del tipo de central a la que está conectado: electromecánica o CPA (Central de Programa Almacenado). La tecla es usada cuando deseamos repetir el último número discado sin necesidad de teclearlo nuevamente. Todas las veces que llamamos un número, si la conexión fue completada, éste queda retenido en la memoria del aparato hasta hacerse una nueva conexión. En el caso de que el usuario quiera llamar una vez más al último número tecleado, sólo hay que presionar la tecla # y el teléfono es llamado una vez más. Si no se logra ninguna comunicación, el número puede ser llamado infinitas veces. Funcionamiento del Teléfono Multifrecuente - MF El funcionamiento del teléfono MF está basado en la emisión de un par de frecuencias por la línea de valores diferentes, con forma de onda senoidal, para cada número tecleado. Por ejemplo, cuando tecleamos el número 4 son disparados simultáneamente por la tecla 4, dos osciladores con frecuencias respectivas de 1209 y 770Hz(1) y cuando tecleamos el número 9 son disparadas las frecuencias de 1477 y 825Hz; lo mismo es válido para los demás números, como se ve en la figura 14. La ventaja del teléfono MF, en relación con el teléfono a disco y el decádico, es que los dos últimos envían por la línea una corriente pulsada, compuesta por pulsos y pausas, figura 2. Dependiendo de la calidad de la línea y de la longitud de ésta, los pulsos pueden llegar a la central tan deformados que pueden, incluso, no ser reconocidos por el relé de la central. En el caso del teléfono MF se envían por la línea frecuencias senoidales, que pueden ser atenuadas, pero aun así las mismas podrán ser reconocidas por los receptores de tono de la central. La tecla #, como el teléfono decádico, tiene diversas funciones, entre ellas almacenar números de teléfono en las memorias, sólo que en el caso del teléfono MF, los números son almacenados, ya no en la memoria del teléfono, sino en la memoria

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Figura 14


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de la central (central CPA). Además de esa facilidad, podemos programar, con auxilio de la tecla otras facilidades, ofrecidas por las centrales CPA así como: atención simultánea de dos llamadas, bloquear llamadas interurbanas, consulta y conferencia, discado abreviado, etc. No debemos olvidar que las facilidades que anteceden sólo pueden ser accesibles cuando el teléfono del abonado "A" es de tipo MF. Si el aparato telefónico fuera del tipo a disco o teclado, puede discar cualquier número de teléfono, pues la central CPA es redundante, es decir acepta cualquier tipo de aparato, pero en este caso no tendrá acceso a las facilidades ofrecidas por la CPA. Cuando un teléfono del tipo MF es conectado a una central que no sea del tipo CPA, por ejemplo, electromecánica, ésta debe estar equipada con un receptor de tonos, en la entrada, capaz de recibir la información del número tecleado y convertirla en una señal decádica en la forma de pulsos y pausa para informar a los órganos de la central, el número llamado. La tecla # en el teléfono MF tiene la misma función en el caso del teléfono decádico. Las teclas A, B, C y D, que aparecen al lado de los guarismos en la figura 14, no son usadas de momento en nuestro país en forma masiva; son usadas en otros países, con funciones auxiliares, como por ejemplo, dar acceso a las facilidades ofrecidas por las redes RD-SI, Red Digital de Servicios Integrados. Número de Identificación del Teléfono En la telefonía pública, cada teléfono, o sea, cada abonado, es identificado por un número fijo por el cual se obtiene acceso a él, independientemente de la región donde él se encuentre. Las centrales de conmutación son fabricadas todas iguales. Cuando la concesionaria que va a explotarla la compra, se provee el prefijo con el cual la misma va a operar. La programación del prefijo se hace a través de la memoria electrónica o a través de JUMPS internos. Una vez programada, la central sólo identificará y recibirá las llamadas que le sean dirigidas, cuando se inicia con el número correspondiente a su prefijo. Cualquier llamada que comience por otro número diferente a su prefijo será rechazada por la central. Los teléfonos en nuestro país normalmente están constituidos por 8 guarismos, por ejemplo, el teléfono 4260-16XX tiene 8 guarismos. En los lugares donde todavía quedan centrales antiguas éstas tienen sólo 6 o 7 guarismos de identificación, por ejemplo, la central 34-22XX (tenga en cuenta que el guarismo “4” inicial se ha colocado hace sólo unos meses). Los primeros guarismos 4260 y 34 identifican la central, o sea, corresponden al prefijo. Así tenemos centrales con prefijos 4623..., 4832..., etc. Los 4 guarismos siguientes, 1674 y 2214, por ejemplo, de-


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terminan la posición que el teléfono del abonado ocupa en el juntor de la central. Las centrales, independientemente de si poseen 8 ó 7 guarismos, tienen una capacidad máxima de 10.000 abonados por central; la numeración va de 4260.000 a 4269.999. En el caso de que los 10.000 teléfonos disponibles sean insuficientes para atender la demanda de la región donde se instala la central, la solución es instalar una central más con 10.000 teléfonos nuevos, lógicamente con otro prefijo. En el caso de las centrales CPAS, éstas tienen capacidad superior a 10.000, una central puede llegar a 20.000 abonados; el único problema es la numeración de los teléfonos que tenga conectados. Red Telefónica Un punto muy importante en el estudio de la conmutación telefónica es entender cómo los aparatos telefónicos están interconectados unos con otros. Vamos a suponer que deseamos interconectar dos aparatos telefónicos, a través de pares de cables, de manera de permitir que todos los usuarios puedan hablar entre dos al mismo tiempo. Aunque esta idea parezca simple, no es la solución ideal, como podemos ver en la figura 5. La idea inicial resultaría en una red muy compleja, trayendo diversos problemas de orden técnico, como veremos a continuación. a) La red resultaría muy cara, con muchos kilómetros de cables cruzados. b) No sería posible seleccionar el abonado con el cual se desea hablar. c) Prácticamente, todos los abonados hablarían y oirían al mismo tiempo, lo que evidentemente no es deseable en una conversación telefónica. d) Imposibilitaría una expansión futura de la red.

Figura 15

Fue pensando en estos problemas que los ingenieros de telecomunicaciones desarrollaron las centrales de conmutación o simplemente centrales telefónicas con el objetivo de la racionalización de las llamadas. Las centrales telefónicas son definidas como un conjunto de equipos de conmutación destinado al direccionamiento y/o establecimiento de llamadas telefónicas. La función de la central es establecer la conexión entre los abonados de la misma zona y entre los abonados de esa zona con abonados de

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Figura 16 Figura 17

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otras zonas vía juntores de entroncamiento (figura 16). En el comienzo de la telefonía, las centrales eran todas de operación manual, pero con el aumento del número de abonados, sumado a la rapidez exigida en las comunicaciones, surgieron las centrales de conmutación automática, inicialmente las del tipo electromecánico. Actualmente existen las centrales totalmente electrónicas, con programas almacenados (CPAs) con conmutación ultrarrápida. En las centrales CPAs, cuando uno acaba de discar el último guarismo del teléfono llamado, éste es señalizado de inmediato, sin que haya tiempo de espera entre el último número discado y el instante en que el teléfono "B" comienza a llamar. Una central telefónica, en lo que respecta a conmutación, puede ser dividida en dos circuitos básicos: circuito de conmutación y circuito de control El circuito de conmutación es responsable por la conexión en el establecimiento de la conversación telefónica. Es una unidad pasiva formada por contactos de relés y sirve solamente para


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transportar señales de voz de una entrada hacia una salida, como se ve en la figura 17. Mientras que el circuito de control es la parte inteligente de la central. Es el que recibe las informaciones del abonado de donde se originan las llamadas, toma decisiones y le informa al circuito de conmutación para que éste interconecte a los abonados "A" y "B" deseados. En la figura 17 tenemos el principio básico del funcionamiento de una central de conmutación en la forma de matriz de 10 x 3 para 10 abonados. Con esta configuración es posible que todos los abonados "A" haben con todos los abonados "B", siempre a pares, pero no simultáneamente. Por una cuestión de simplificación, la central telefónica posee una cantidad de circuito de conversación menor de lo que sería necesario para interconectar todos los abonados dos a dos. Por ejemplo, en una central con 10.000 abonados, divididos en 5.000 del lado A y 5.000 del lado B, son necesarios sólo 200 circuitos de conversación para atender la demanda. Esto significa que solamente se pueden establecer 200 conexiones simultáneamente. Esto se comprende fácilmente pues no todos los abonados A y B querrán hablar simultáneamente entre ellos. Las centrales de gran tamaño son dimensionadas para hacer un total máximo de llamadas del 10% del total de abonados. La central que damos como ejemplo en la figura 8 tiene capacidad para 10 abonados y sólo 3 circuitos de voz; por lo tanto, tiene 30% del total.

Figura 18

Tipos de Centrales Telefónicas Dependiendo de la función que la central ejecuta en la red* de conmutación, puede ser clasificada en 3 categorías: local, tándem y tránsito. Central local Es definida como una central en la cual todos los teléfonos de una zona limitada están conectados directamente. La central es ubicada de preferencia en el

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CONMUTACION centro de la red de manera que la conexión e los teléfonos con la central sea la más corta posible, como se ve en la figura 18. Las principales funciones de una central local son:

Figura 19

a) Establecer conexión entre los abonados localizados en la misma zona, dos hilos a dos hilos. b) Direccionar las llamadas originadas por los abonados conectados a dicha zona hacia otras centrales ubicadas en otraszonas, vía cable troncal o vía central tándem (figura 18). Central tándem Las centrales tándem, como vemos en la figura 18, sólo sirven para dirigir las llamadas a través de rutas alternativas y no tienen abonado alguno conectado directamente. Las conexiones entre los abonados y la central se hacen a través de pares de cables (línea de abonados) y entre las centrales se hacen a través de cables troncales (CT) con capacidad de hasta 10.800 pares. El cable troncal CT1 interconecta las centrales A y B, el cable CT2 interconecta las centrales A y E y el cable CT3 interconecta la central a con las demás centrales (A...E) vía la central tándem. Cuando una conexión entre una central y otra, cae en una ruta muy congestionada, la central tándem dirige la llamada hacia una ruta alternativa, con menor volumen de tránsito, facilitando la comunicación entre centrales, como vemos en la figura 18. En la figura 19, la comunicación entre las centrales A y B se puede hacer a través de 3 rutas alternativas - rutas 1, 2 y 3. La central tándem, vista en la figura 18, funciona como una central piloto, seleccionando las rutas alternativas para conectar las centrales entre sí. La central tándem también permite que todas las centrales lo-


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cales de una cierta zona tengan acceso a la central de tránsito o central IU, a través de un único cable troncal.

Figura 20

Central de tránsito Es definida como una central con la función de interconectar diversas centrales tándem, de una zona específica, con otras centrales tándem de otra zona. Las conexiones DDN y DDI, generadas en las centrales locales, que están conectadas a la central tándem, son canalizadas a través de la central tránsito hacia el medio de transmisión apropiado hasta alcanzar al abonado B deseado, como se ve en la figura 20. El mismo camino es recorrido en la dirección opuesta por las llamadas originadas en las otras localidades hasta alcanzar al abonado A. Conmutación MFC Cuando hacemos una conexión telefónica hay dos posibilidades: o conectamos con un abonado de la misma central, en la cual los abonados A y B están conectados, figura 16, o conectamos con un abonado de otra central, ubicado en la misma ciudad o en otra ciudad vía DDN o DDI (figura 20). En el caso de que el abonado llamado sea de la misma central, en algunos tipos de centrales, la llamada es dirigida hacia la salida donde está conectado el abonado B. En este caso hay intercambio de informaciones en MFC internamente a la central. Hay otros tipos de centrales en las que el intercambio de información interna se da en MFC. Cuando la conexión es para un abonado de otra central, el procedimiento difiere del que vimos más arriba. Para hacer la conexión, es necesario que haya una interacción en la forma de diálogo entre las centrales A y B involucradas en la conmutación (figura 21). El diálogo es

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Figura 21

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realizado a través de pares de frecuencias que presentan el número discado, conocida por conmutación MFC: Multifrequency Compelled (Multifrecuencia Compelida)*. El intercambio de informaciones en MFC está compuesto por dos frecuencias senoidales divididas en dos grupos; frecuencias altas o hacia adelante, que son respectivamente: 1.380, 1.500, 1.620, 1.740, 1.860 y 1.980Hz y las frecuencias bajas o hacia atrás, que son respectivamente: 1.140, 1.020, 900, 780, 660 y 540Hz, como se ve en la tabla 1. Las frecuencias usadas en la conmutación MFC, tanto hacia adelante como hacia atrás, están espaciadas entre sí por un intervalo de 120Hz. A pesar de que las frecuencias usadas en la conmutación MFC están ubicadas dentro de la banda de voz (0,3 a 3,4Hz), no son oídas por los usuarios, ya que éstas sólo están presentes en la línea durante la

Tabla 1


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conmutación; cuando la llamada es completada, el intercambio de informaciones cesa, no habrá más pares de frecuencias que recorran el circuito de voz. Cuando ocurre que oímos las frecuencias MFC durante la conversación es debida al diálogo por diafonía entre las líneas adyacentes. Durante la conmutación entre las estaciones A y B, figura 21, el diálogo entre éstas se desarrolla de la siguiente manera: cuando el abonado a descuelga el tubo y disca el número del abonado B, secuencialmente, por ejemplo el número 982-61XX, compuesto por 7 guarismos, al discar el primer número, el 9, comienza el intercambio de informaciones entre las centrales involucradas en la conmutación. La central A, que originó la llamada, convierte el número discado en la forma de pulsos y pausas, recibido a través del selector de código, en un par de frecuencias, correspondiente al número discado. En el caso del número 9 son disparadas hacia adelante las frecuencias F2 y F7, respectivamente 1620 y 1860Hz, enviadas por la central A. La estación B recibe y selecciona esas frecuencias a través de los filtros pasabanda, detectando cada una de éstas y transformándolas en una tensión DC equivalente, que hace operar el relé correspondiente al número tecleado, en el caso, el número 9. Después de haber recibido las dos frecuencias, identificándolas, la central B envía hacia atrás, en la dirección A → B, un par de frecuencias, F2 y F7, con otros valores de frecuencias o sea F2 = 900Hz y F7 = 660Hz, confirmando recibimiento de F2 y F7, enviados por la central "A". La central "A" recibe el par de frecuencias enviadas de vuelta por la central "B", confirmando el recibo y la identificación del primer guarismo. Ahora, la central A se prepara para enviar el segundo guarismo, o sea, el número 8. El procedimiento descripto en la transmisión del guarismo 9 se repite para los demás números del teléfono llamado hasta completar el séptimo y último número. El intercambio de informaciones, visto en la figura 21, tanto hacia adelante como hacia atrás, se da a través del mismo medio (línea física): la estación A envía las frecuencias hacia adelante en un cierto intervalo de tiempo y recibe el par de frecuencias de vuelta en el intervalo siguiente. En la tabla 1 tenemos las demás combinaciones de frecuencias, tanto hacia adelante como hacia atrás, correspondiente a los guarismos 1 a 9 y de las letras "A a F" del código hexadecimal. El intercambio de informaciones en MFC, entre centrales, se da tanto entre centrales de la misma zona, con la conexión vía cable troncal (figura 18), como en las conexiones DDN y DDI, vía radio, satélite o cable submarino, figura 20. La comunicación entre las centrales A y B, cuando éstas están ubicadas en la misma zona, se da a través de línea física, en forma de red. Cuando discamos los números correspondientes al prefijo de identi-

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ficación de la central llamada, central B, la central A dirige la llamada hacia una salida libre, seleccionando una ruta vacía, pudiendo ser elegidas diversas rutas alternativas, pasando por diversas centrales a lo largo de la ruta (figura 19). Cualquiera sea la ruta seleccionada la llamada irá siempre a parar a la central B requerida. Este fenómeno de seleccionar diversas rutas alternativas durante una llamada puede ser observado en la práctica: cuando hacemos una conexión donde tenemos una mala calidad de conversación podemos colgar y volver a llamar al mismo abonado, conseguiremos una nueva conexión con calidad seguramente superior a la primera. Esto significa que en la segunda tentativa fue seleccionada otra ruta alternativa con mejor calidad. En el caso de que la conexión entre las centrales A y B se dé a través de una conexión DDN o DDI, el procedimiento es bastante más complejo: las señales de MFC, tanto hacia adelante como hacia atrás, transitan a través de diversos medios (línea física, central de conmutación, MUX, radio, satélite, etc.) hasta los abonados involucrados. La central del área local, donde está conectado el abonado A, dirige la llamada hacia una de sus salidas que está conectada a la central IU o Central de Tránsito, que da acceso a los medios de transmisión hacia otras ciudades o países. La orientación de la llamada hacia la central IU se hace en base al código del área del abonado B llamado. La central IU selecciona uno de los canales del MUX (normalmente el MUX tiene capacidad para 60, 300, 960, 1.800 y 2.700 canales de voz), el canal al que se tiene acceso es aplicado a la entrada del medio de transmisión "D" de donde es enviado en la dirección del área B. Ya en el lado B, la señal MFC es enviada a la central B, donde está conectado el abonado B. El medio de transmisión, visto en la figura 20, puede ser cualquier medio de transmisión, como radio, satélite, cable submarino, etc. En todos los casos vistos arriba, el intercambio de informaciones se da siempre por medio de dos señaels MFC; éstas transitan en las dos direcciones, o sea, tanto de A Æ B como de A " B. Señalización Telefónica

Figura 22

Cuando se logra acceso al abonado B, la campanilla es accionada para avisar que hay una llamada destinada al mismo. Para eso, en la estación B se dispara un generador de toque de campanilla, que ope-


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ra en baja frecuencia (20 a 25Hz), con forma de onda senoidal y amplitud de 600V X (RMS), con duración de 1 s por 4 s de silencio, como se ve en la figura 22 (ya visto al comienzo de este capítulo). La tensión del generador de toque es aplicada sobre la comapanilla del teléfono del abonado "b", a través del par A y B de la línea del abonado "B", la hace sonar (figura 23). Al mismo tiempo que el generador envía la tensión para hacer sonar la campanilla del abonado B, también envía una muestra de la tensión de vuelta por la línea en la dirección del abonado "B", para que el abonado "A" perciba que el teléfono B" está siendo llamado. El abonado "A" tiene la sensación de que está oyendo directamente tocar la campanilla del teléfono "B", lo que no es verdad sino una muestra de la tensión que hace que la misma suene. Si la línea que conecta al abonado "B" a la central estuviera interrumpida en el punto X de la figura 23, la chicharra no sonará y el abonado A creerá que del otro lado no hay alguien para atender.

Figura 23

Conexión DDN Se entiende por conexión DDN -Discado Directo Nacional- como una conexión de un abonado de una determinada zona con otro abonado dentro del mismo país, pero fuera de la zona numérica del abonado "A". Cada país se divide en varias regiones numéricas primarias. A su vez, cada región primaria es nuevamente dividida en áreas numéricas menores o área secundaria, lo que no deja de ser una nueva división de cada región. Cada una comienza por el número de código, por ejemplo 1, (12, 13..., 19). En la codificación, el primer guarismo identifica el área secundaria dentro de ese estado o provincia. Cada "área telefónica" fue dividida en áreas terciarias, identificadas por el tercer guarismo. Cada área terciaria también cubre todas las ciudades menores dentro de su área.

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Cada área numérica dentro de cada región es identificada por un código DDN, derivado del código de la región. Las regiones son identificadas por los dos primeros guarismos del Código Nacional que identifica la región comenzando siempre por el guarismo "0" (cero). Por ejemplo, el código de una ciudad importante y de las demás ciudades vecinas podría ser 31, en este caso el código DDN de la zona pasa a ser 031, en el que el cero inicial indica que es una conexión DDN y el número 31 identifica la zona numérica de esa ciudad. Por ejemplo, para Bs. As. y suburbanos, el código de área es "011"; en Córdoba es "0251", para la ciudad de La Plata "0321" y así sucesivamente. Durante la realización de una conexión DDN, el abonado "A" procede de la siguiente manera: disca en la secuencia el código del área y el número de teléfono del abonado "B". Por ejemplo, si desea llamar al teléfono 523-43XX de cierta ciudad cuyo código de área es 0242, el abonado "A" que debe estar fuera de esa área, debe discar en la secuencia el número (0242) 523-43XX. A través del código del DDN del área (0242) se localiza el área del abonado B. El código 0242 es una especie de código de direccionamiento del área requerida. Al término del discado de los cuatro primeros guarismos, 0242, el sistema de conmutación dirige la llamada hacia la zona donde se localiza el abonado B. Los guarismos siguientes (523) corresponden al prefijo (característica) de la central y será a través de ese prefijo que se localizará la central donde el abonado B está conectado dentro del área 0242 (tenga en cuenta que en Argentina, desde marzo de 1999, a todos los números de central se le debe anteponer el prefijo 4). Los cuatro guarismos siguientes (43XX) identifican la posición del teléfono del abonado en el DG (distribuidor general) de la central 523. Cuando estamos hablando del código del área, no hablamos sólo del código de la ciudad sede, sino también de las demás ciudades cubiertas por el código del área. Para evitar problemas en la identificación de las centrales no podrá haber dentro del área numérica dos o más centrales que comiencen con el mismo prefijo. Cuando la central IU recibe una llamada interurbana, ésta es identificada por el código del área, discado por el abonado A. A su vez, la central IU identifica la central llamada dentro de su área por el prefijo discado. La llamada es dirigida hacia la central llamada, que puede estar o no dentro de la red telefónica de la ciudad del ejemplo. En el caso de que la central llamada no esté dentro de la red urbana de aquélla, sino en otra ciudad distante de la ciudad-sede, pero dentro del área numérica de ésta: hasta 10 km de distancia, la central llamada es encontrada por el sistema de PCM de primer orden, a través de línea física; cuando la distancia es superior a 10 km, la central llamada es encontrada vía sistema radio de media capacidad.


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Tarifas de las llamadas DDN En la central A hay acoplado un contador o tarifador con la función de registrar la duración de la llamada, multiplicar ésta por el valor del grado tarifario y debitar el monto a pagar en la cuenta del abonado A. En cuanto a los tipos de tarifador, tenemos dos tipos: el Contador Automático y el Contador de Pulsos. El primero indica el monto a pagar en función de la duración de la llamada en minutos y el segundo, en función del número de pulsos. El contador de pulsos es el más usado generalmente en nuestro país en al cobranza de las conexiones DDN. Para los efectos de la tarifa, el país se divide en grados tarifarios, de manera de cubrir todo el territorio nacional. Los grados tarifarios son determinados en función de la distancia que separa los dos abonados. Los grados son determinados a través de círculos concéntricos o líneas geodésicas trazadas alrededor del punto de referencia considerado, siendo que cada círculo podrá cubrir diversas áreas numéricas. El precio cobrado por minuto de duración dependerá de la distancia cubierta por cada grado en relación al origen. El grado número 10 tiene el mayor factor de multiplicación. Una conexión que caiga dentro del área cubierta por ese grado cuesta el precio máximo de una conexión DDN por tratarse de un punto más alejado del origen. Cuanto más alejados estén los abonados, mayor cantidad de pulsos SE LES COBRA por minuto. Conexión DDI La conexión DDI -Discado Directo Internacional- es definida como una conexión con un abonado ubicado fuera del país donde se originó la llamada. En las conexiones DDI además de las regiones y áreas numéricas dentro de cada país como se vio en las conexiones DDN, debemos agregar a ésta el código internacional, como se ve en el ejemplo de la tabla 2, columna 2. El código internacional de cada país comienza siempre por dos ceros (00) seguidos del código numérico del país. Para los efectos de la numeración, el planeta fue dividido en 9 zonas numéricas, como veremos a continuación. Debemos recordar que las zonas 1 y 7 tienen código internacional compuesto por un único guarismo, mientras que las demás zonas son identificadas por 2 ó 3 guarismos, como vemos en la tabla 2, columna 4. La zona 1 cubre los países de América del Norte y Central con excepción de Méjico, Cuba, Guatemala y Antillas; la zona dos cubre los países de Africa e islas adyacentes; las zonas 2, 3 y 4 cubren los países

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de Europa, incluidos los países del Este europeo; la zona 5 cubre los países de América del Sur y parte de América Central: Méjico, Cuba, Guatemala y Antillas; la zona 6 cubre los países de Oceanía, incluidos Singapur, Tailandia y Australia; la zona 7 cubre Rusia; la zona 8 cubre los países del Oriente Medio y Sudeste asiático, incluida Chica y, finalmente, la zona 9 cubre el resto de Asia, incluida la India. Las tarifas DDI son internacionales y, en general, se establecen en función del marco oro. Sobre este punto cabe aclarar que desde hace un tiempo, “las batallas por lograr la supremacía en el area de las comunicaciones” ha llevado a que los precios internacionales sean cada vez menores y cada empresa ofrece descuentos y promociones acordes con su estrategia de marketing. Además, tanto las llamadas DDN como DDI cuentan con la posibilidad de tarifas reducidas en horarios y días especiales. Estas tarifas en horarios y días especiales son fijadas por la compañía telefónica o estimación de cada país. para hacer una llamada DDI, para cualquier país, debemos discar en la secuencia el código internacional, el código del área y finalmente, el número del teléfono llamado. Por ejemplo, para llamar al teléfono 541-16XX en la ciudad de Acapulco, en Méjico, debemos discar en la secuencia, los siguientes guarismos: 00 - 52 - 748 541 - 16XX, siendo que: 00 -código internacional (DDI), 52 -código de identificación del país llamado, en nuestro ejemplo: Méjico, 248 código del área numérica llamada dentro del país, que en el ejemplo corresponde al área numérica de la ciudad de Acapulco. 541-16XX, número del teléfono llamado en la ciudad de Acapulco. Para completar una llamada DDI, dependiendo de la zona llamada, debemos discar en la secuencia de 13 a 15 guarismos, como podemos ver en el ejemplo que antecede.


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Sobre el Teléfono A pesar de los avances tecnológicos de este siglo, el principio de operación de los teléfonos es básicamente el mismo desde su invención por Alexander Graham Bell, pues se siguen protocolos de comunicación y enlace similares a los que se estandarizaron cuando cobraron auge las primeras compañías telefónicas comerciales. Inclusive, los teléfonos electrónicos también deben respetar esas normas, pues al aprovechar las mimsas líneas deben garantizar absolutamente la compatibilidad en el flujo de llamadas. Vimos las formas de onda involucradas en el envío y recepción de llamadas telefónicas, por lo que de aquí en adelante consideraremos que el lector ya tiene estos antecedentes; por tanto, nos limitaremos a exponer los principios de operación de los aparatos electromecánicos como de los electrónicos, a fin de sentar las bases para el estudio de los contestadores y de los teléfonos inalámbricos.

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Teléfonos y Contestador es Funcionamiento de los Teléfonos Comunes Como hemos dicho al finalizar el capítulo anterior, a pesar de los avances tecnológicos de este siglo, el principio de operación de los teléfonos es básicamente el mismo desde su invención por Alexander Graham Bell, pues se siguen protocolos de comunicación y enlace similares a los que se estandarizaron cuando cobraron auge las primeras compañías telefónicas comerciales. Inclusive, los teléfonos electrónicos (figura 1) también deben respetar esas normas, pues al aprovechar las mismas líneas deben garantizar absolutamente la compatibilidad en el flujo de llamadas.

Figura 1 El Teléfono Electromecánico

Figura 2

En la figura 2 se muestra el diagrama esquemático de un teléfono


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tradicional. A primera vista puede observar que su construcción es 100% electromecánica y que los pocos elementos electrónicos incluidos (tres diacs) en realidad funcionan exclusivamente como protección contra picos de tensión; de hecho, en aparatos antiguos los elementos usados para el efecto eran varistores o cápsulas de descarga (pequeñas lamparitas de neón). Note que en este diagrama también se muestra el circuito equivalente que existe en la central telefónica, así como la batería que porporciona la polarización de 48V de corriente continua que fluye en una línea con el teléfono "colgado". Tenga en cuenta esta figura para las explicaciones subsecuentes. Cuando se levanta el auricular, la compañía telefónica envía a través de la línea la "señal de llamada"; esto es, una oscilación de aproximadamente 800mV montada sobre la polarización de 48V. Pero cuando el teléfono se encuentra "colgado", los interruptores S1 y S2 se encuentran abiertos, por lo que el circuito se reduce tan sólo a la sección mostrada en la figura 3. Puede apreciar que la campanilla está representada por dos bobinas, puesto que no es más que un electroimán que acciona una palanca que, a su ez, se encarga finalmente de golpear la campanilla. Vea en la figura 4 el ensamble de campanilla de un teléfono tradicional. Para evitar que la polarización de DC induzca una corriente muy elevada en los bobinados de la campanilla, se conecta un capacitor en serie que en condiciones normales se encuenra cargado e impide que cualquier corriente circule por las bobinas; sin embargo, cuando llega la señal de llamada, la tensión alterna montada sobre la polarización atarvieza el capacitor y produce un campo magnético variable en los propios bobinados que a su vez acciona el movimiento de la palanca que produce el campanilleo

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Figura 3

Figura 4


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Figura 5

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de entrada de llamada. Cuando el usuario descuelga el auricular, se cierran entonces los interruptores S1 y S2 y, debido a la impedancia del aparato, la polarización de la línea baja de 48V a alrededor de 10V, para indicar a la compañía telefónica que se ha contestado la llamada y que, por lo tanto, debe establecer la comunicación entre ambos usuarios. Por el contrario, cuando el usuario desea establecer una comunicación telefónica, al descolgar el auricular hace que se cierren los contactos S1 y S2, que se conecte la resistencia R1 a la línea con lo cual la tensión de polarización baja hasta alrededor de 10V. Justamente, al detectar esa variación, la compañía telefónica envía el "tono de marcar", que indica al usuario que está lista para recibir la información correspondiente al número con el que debe establecer contacto. Cuando se marca un número, durante el retorno del disco de marcado se abre y cierra un interruptor (S4) de foma alternada, accionado por un disco de levas (figura 5) y se produce entonces una serie de pulsos, como los vistos en el capítulo anterior. Es decir, cuando S4 está abierto la tensión de la línea telefónica regresa a sus 48V normales, pero cuando está cerrado la tensión disminuye a unos 10 volt. A su vez, el número de pulsos dependerá del número marcado; es decir, si se marca el número 5 se producirán 5 pulsos, si se marca el 8 se producirán 8 pulsos y si se marca el 0 se producirán 10 pulsos. Y como la frecuencia de estos pulsos es de 10Hz (ciclos por segundo), esto significa que un disco de marcar bien calibrado debe tardar exactamente un segundo en marcar el número 0. Finalmente, cuando la compañía telefónica recibe estos pulsos, los


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decodifica, los agrupa e identifica a la línea receptora del mensaje, que envía al teléfono respectivo la señal de llamada para intentar establecer la comunicación. Una vez que se ha establecido el enlace entre los dos teléfonos, los interlocutores pueden entonces iniciar la conversación. Para ello se requiere de un medio capaz de captar la voz del hablante y de transformarla en una señal eléctrica portadora del mensaje y que, a su vez, es la que fluye por las líneas telefónicas hasta el otro extremo donde nuevamente debe ser convertida en ondas sonoras. Precisamente, el dispositivo que convierte la voz del locutor en una señal eléctrica es un micrófono de carbón, mientras que el elemento que reconvierte esa señal eléctrica en ondas sonoras es un parlante que también recibe el nombre de receptor (figura 6). Veamos primeramente cómo funciona el micrófono de carbón, pieza fundamental en la operación de los teléfonos tradicionales (figura 7). Aislando el circuito que corresponde a este elemento, el diagrama correspondiente es el que se muestra en la figura 8. Observe que la señal de línea (y por tanto la polarización de alrededor de 10V que queda después de descolgar el parlante) llega a través de un par de bobinas hasta los extremos del micrófono de carbón. A su vez, en el interior de este dispositivo se encuentra una cápsula con gránulos de carbón, a la cual va conectado un diafragma que capta las ondas sonoras emitidas por el usuario (figura 9). Precisamente, se aprovechan ciertas cualidades de este material para inducir cambios en la señal eléctrica que fluye en su interior. Como el carbón posee una resitencia intrínseca, a través de él una corriente aprecible; sin embargo, cuando se trata de pequeños gránulos colocados en forma ordenada (figura 10), el punto de contacto entre esferas es relativamente pequeño, por lo que la corriente tiene menos espacio para circular y la masa de gránulos presenta una resistencia re-

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Figura 7

Figura 8

Figura 9


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lativamente elevada. Sin embargo, cuando una onda sonora llega hasta el diagragma, la presión del aire empuja los gránulos, los compacta e incrementa el área de contacto entre ellos, lo que facilita la circulación de corriente y disminuye la resistencia que presenta la cápsula. En consecuencia, el micrófono de carbón produce variaciones en la circulación de la corriente que circula por su interior, las cuales son captadas por la central, amplificadas y enviadas hacia el receptor, donde nuevamente se convierte esa señal eléctrica en ondas sonoras. Por otra parte, la señal de audio que llega desde la central (en forma de variaciones de corriente), pasa hacia dos bobinas que trabajan como una especie de primario de un pequeño transformador. Estas variaciones producen un campo magnético oscilante que induce una tensión en el secundario, el cual se conecta directamente con un parlante a través de una resistencia (figura 11). Si analiza cómo está acoplado el conjunto figura 2, podrá apreciar que las mismas bobinas que sirven de primario del transformador se encuentran en el paso de la corriente que proviene del micrófono de carbón. En consecuencia, la misma señal de voz que se introduce por el micrófono se realimenta hacia el parlante; es decir, cuando una persona habla al teléfono por el mismo parlante escucha su voz, como una comprobación de que efectivamente se ha establecido la comunicación. Y en cuanto a la construcción interna del parlante, prácticamente no difiere de cualquiera convencional, es decir, posee una bobina sumergida en un campo magnético, para que las variaciones en la corriente que allí circula, produzcan movimientos mecánicos que, a su vez, generan ondas sonoras (vea nuevamente la figura 6).

El Teléfono Electrónico Como ha podido advertir por las explicaciones anteriores, un teléfono convencional es totalmente electromecánico, sin intervención de ti-


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po alguno de componentes electrónicos auxiliares, esto redunda en una construcción relativamente pesada y voluminosa. Sin embargo, con el desarrollo de la microelectrónica se han podido construir aparatos más compactos, a un costo reducido y con prestaciones que no ofrecen los otros diseños. La inclusión de las técnicas electrónicas en los teléfonos no fue radical. Inicialmente, los cambios consistieron en mejoras mínims como la sustitución del disco de marcado electromecánico. Por ejemplo, observe en la figura 12, el diagrama típico de uno de los primeros modelos con componentes electrónicos; podrá advertir que los circuitos de recepción y envío de voz no presentan cambio alguno, aunque el switch accionado por la leva detrás del disco ha desaparecido y está reemplazado por un circuito electrónico. Cuando se levanta el teléfono para efectuar una llamada, los switches HS1A y HS1B se cierran, con lo que la polarización de alrededor de 10V llega hasta el puente rectificador BR1, se obtiene entonces una tensión DC positiva, independientemente de cómo se haya conectado la línea telefónica. Dicha tensión se aplica a los terminales de alimentación del circuito integrado MT4320, el cual en esta configuración funciona como un controlador de marcado. Puede notar que a este circuito llegan las terminales correspondientes a las columnas y renglones de una matriz de 3 x 4, que sirve como teclado de marcado, con los números del 0 al 9. También llegan dos señales adicionales, identificadas como * y #, las cuales pueden asignarse

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Figura 12


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según las preferencias del fabricante del aparato (por lo general, la tecla # sirve para la función de REDIAL, o el marcado del último número introducido por el usuario). En otro par de terminales se encuentra el oscilador de reloj, lo que demuestra que este circuito se basa en tecnología digital. Cuando se marca un número telefónico, el circuito integrado identifica cada tecla presionada y expide por su terminal DP el número exacto de pulsos correspondientes, con la forma y amplitud debida. Estos pulsos excitan el transistor Q1, que a su vez sirve como excitador del transistor de switcheo Q2, el cual, según puede observar, se encuentra conectado en serie con la línea telefónica e interrumpe el paso hacia la red de transmisión y recepción de voz. Es decir, este transistor hace las veces del interruptor mecánico que tradicionalmente se colocaba detrás del disco de marcado, para conectar y desconectar la impedancia del teléfono para crear en la línea los pulsos de 48V de amplitud, necesarios para que la central telefónica identifique el número marcado y establezca la comunicación. En lo que se refiere a la terminal identificada como M1, en este circuito de muestra se utiliza como una terminal de MUTING (seguramente conectada a la tecla identificada como *). Puede observar que si dicho terminal se alimenta con una tensión BAJA, a través de Q3 circula una corriente que excita a Q4, el cual permite el funcionamiento del micrófono y el parlante del receptor; y por el contrario, si M1 pasa a un nivel ALTO, por Q3 ya no circula corriente, por lo que Q4 se corta y enmudece el micrófono, así impide que la contraparte escuche cualquier conversación privada mientras esté presionada la tecla correspondiente. A su vez, la función REDIAL soluciona uno de los inconvenientes a los que se enfrenta el usuario cuando marca un número que se encuentra constantemente ocupado, pues en lugar de hacer que el disco gire una y otra vez (o de presionar nuevamente los botones), simplemente acciona el botón correspondiente y el aparato vuelve a intentar la comunicación con el último número marcado. Dicha función se apoya en un pequeño bloque de memoria RAM, capaz de almacenar una cierta cantidad de datos (típicamente entre 10 y 20 cifras). Vea en la figura 13 el diagrama a bloques del circuito MT4320.


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Esta memoria RAM, por lo general, es del tipo CMOS, por lo que requiere de un nivel muy bajo de corriente para mantener la información almacenada. Pero como los teléfonos se encuentran permanentemente alimentados por la polarización de 48V de la línea telefónica, no se requiere entonces de una fuente de corriente adicional para esta función. Incluso, como respaldo, en algunos teléfonos llega a añadirse un capacitor, para que en caso de que llegara a faltar por algún momento la polarización en la línea, la información grabada en la RAM no se pierda. En suma, para volver a marcar el último número introducido, simplemente se presiona la tecla REDIAL y el circuito integrado de marcado recupera la información almacenada en su memoria RAM, la traduce a código de pulsos y los expide por la línea, así le ahorra al usuario la necesidad de efectuar esta operación manualmente. Puede apreciar, entonces, cómo la simple inclusión de algunos componentes electrónicos, permitió sustituir el disco de marcado (lo que redundó en una disminución en el tamaño de los aparatos) e incorporar funciones como REDIAL y el MUTE, ausentes en los teléfonos convencionales. En la figura 14 se muestra el diagrama esquemático de un teléfono totalmente electrónico, en el cual se han reemplazado todos los elementos tradicionales (incluidos la campanilla y el micrófono de carbón) por componentes modernos más pequeños y confiables. Puede notar que la estructura básica de la etapa de marcado sigue siendo casi idéntica a la que explicamos con anterioridad, hay un circuito integrado al que llegan las terminales del teclado, el cual a su vez controla a dos transistores de switcheo (Q102-Q103) para generar los pulsos de marcado a través del terminal identificado como dP. Sin embargo, la parte realmente novedosa de este circuito es la que corresponde a la campanilla y a la red de manejo de voz. Para una mejor comprensión, en la figura 15 se ha aislado el circuito que excita la campanilla. Observe que en condiciones normales la línea telefónica aplica su polarización de 48V; sin embargo, cuando se carga C101, la tensión aplicada al zumbador es nula, pero cuando llega una llamada, al ser una señal de AC, atraviesa el propio capacitor, pasa hasta ZD101 y ZD102, con lo que aparece en las terminales de este último una tensión de DC perfectamente regulada, que a su vez carga el capacitor C102. Enseguida, esta tensión llega a

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Figura 15


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Figura 14


uno de los terminales del zumbador BZ1, el cual se contrae (es un dispositivo piezoeléctrico) e induce una pequeña tensión en el otro terminal, conecta al transistor Q101, que a su vez se pone en corto y elimina la tensión aplicada al propio zumbador, volviendo a su posición anterior. Al no haber tensión en BZ1, el transistor Q101 se corta, con lo que se tienen las mismas condiciones que al principio. Y así, las sucesivas expansiones y contracciones del zumbador piezoeléctrico producen el zumbido que funciona como indicador de llamada (sólo si el interruptor de campanilla SW102 está activado). En el circuito de manejo de voz, se ha sustituido el micrófono de carbón por uno de tipo electret, más pequeño y económico. Puede apreciar que la señal de voz que vienen montada en la polarización de 12V llega a través de Q102 hasta un transformador T101 (figura 16), en cuyo secundario se conecta el parlante. Este dispositivo es de muy alta impedancia (100Ω), en comparación a los 4 u 8Ω de los parlantes comercia-

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les, por lo que necesita de una señal muy pequeña para funcionar (se puede advertir por la presencia del par de diodos D108-D109, los cuales recortan cualquier señal por encima de los 0,7V de amplitud). También puede observar que gracias a la acción de un interruptor y una resistencia, es posible controlar el volumen del audio a la salida del parlante: con el interruptor cerrado el volumen es alto, mientras que un interruptor abierto obliga a la señal de audio a atravesar la resistencia y a atenuarse, lo que se traduce en un volumen bajo. Con respecto al micrófono de electret, podemos apreciar que la polarización de 12V llega hasta T101 y a través de sus espiras alimenta a C106, por lo que en las terminales de este capacitor se tiene una tensión de polarización de alrededor de 10V. Dicha tensión alimenta el circuito del micrófono, formado por resistencias, capacitores y un par de transistores (figura 17). Veamos cómo trabaja. Cuando una señal sonora llega hasta el micrófono, la pequeña tensión inducida se aplica hasta la base de Q104 a través de C10. Este transistor la amplifica y envía hacia Q105, el cual funciona como una resistencia variable (si la tensión en la base de Q104 es muy baja, Q105 está abierto, mientras que si la tensión crece, Q105 conduce más, se

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comporta entonces como una resistencia variable controlado por tensión). Dichas variaciones de corriente reemplazan perfectamente a las que se podían obtener con un micrófono de carbón, con un menor costo y tamaño. Es fácil apreciar que tales variaciones de corriente también atraviesan el primario del transformador T101 e inducen una pequeña realimentación que llega hasta el parlante y permite escuchar la propia voz en ese dispositivo, como garantía de que efectivamente se ha establecido el enlace. Un punto que conviene mencionar es cómo se ha incluido la funcion de MUTE en estos teléfonos: según se puede apreciar, a la base de Q104, además de la señal de micrófono, llega una línea que proviene desde el teclado, específicamente de la tecla MUTE. Cuando este interruptor es presionado, se aterriza la línea respectiva, esto provoca que la señal de micrófono también se aterrice y que, por lo tanto, no excite a Q104-Q105. Es decir, cuando se pulsa la tecla * el usuario puede oír lo que se dice en el otro extremo de la línea, pero en cambio, ahí no se escucha su voz. Otro de los avances obtenidos por la aplicación de las técnicas electrónicas en la telefonía, es la disminución del tiempo de introducción de los pulsos de marcado a la línea. Por los reglamentos internacionales que rigen la comunicación telefónica, los pulsos deben ser exactamente de 10Hz, por lo que marcar un número de 7 cifras podría tomar alrededor de 7 u 8 segundos. Y si bien para usos caseros este factor prácticamente no tiene importancia, en una oficina en la que realizan constantes llamadas sí puede representar un factor de pérdida de tiempo, especialmente cuando se dispone de una sola línea y en las horas de mayor congestionamiento de llamadas, cuando deben efecturase incluso varios intentos de petición hasta que se desocupe el número solicitado. Y aunque la función REDIAL simplifica de manera considerable el trabajo de marcado, al automatizar las llamadas a un mismo número, de cualquier manera el tiempo de este paso no disminuye apreciablemente. Para atender a esa cuestión, en un principio se intentó aumentar la frecuencia de transmisión de los pulsos de 10 a 20Hz, lo que teóricamente debía reducir el tiempo de marcado a la mitad sin embargo, este procedimiento no recibió la aceptación mundial esperada, por lo que en la actualidad casi ya no se encuentran aparatos capaces de marcar dicha frecuencia (en tales casos, se coloca un interruptor adicional para que el usuario elija entre el marcado a 10 o a 20 pulsos por segundo). No obstante, se desarrolló una alternativa que se aceptó y estandarizó entre las principales compañías telefónicas del mundo, la cual se conoce como marcado por tonos o DTMF (Dual Tone Modulated Frecuency = modulación de frecuencia de doble tono). El principio de este tipo de marcado es muy sencillo, el teclado se


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ha dividio en columnas y renglones. De esta manera , si cada número ya tenía asignada una cierta posición (por ejemplo, el 1 corresponde al renglón 1, columna 1, el 8 al renglón 3, columna 2, etc.). ¿Por qué no asignar una frecuencia específica a cada pareja, de tal foma que al presionar una tecla se expida la combinación de ambos tonos en vez de un tren de pulsos? En tal caso, en el extremo receptor (la central telefónica) se debe disponer de una serie de filtros paso-banda para detectar los tonos exactos que se reciben ante las peticiones de llamada, así identifica los números solicitados. Obviamente, la ventaja de este procedimiento es que el marcado es muy rápido, puesto que el tono producido no debe durar mucho para ser reconocido; comúnmente, cada combinación de tonos está presente en la línea por un lapso de alrededor de 0,1 segundo, por lo que un número de 10 cifras puede ser transmitido en alrededor de 1 segundo. Observe la tabla 1, en la que se muestran las frecuencias empleadas para cada número. Como podrá suponer, no todas las líneas telefónicas son capaces de recibir este tipo de marcado. Por ejemplo, en muchos países de Latinoamérica aún predominan las líneas antiguas que tan sólo pueden interpretar el código de pulsos, lo que obliga al usuario a emplear el aparato telefónico en esa modalidad de marcado (en Argentina, las centrales en su mayoría, no tienen este inconveniente).

Tabla 1

Contestadores Telefónicos Estas máquinas permiten grabar diversos mensajes telefónicos en ausencia del usuario. Se apoyan en dos grandes secciones: un conjunto de circuitos encargados de la recepción y manejo de señales telefónicas y otro responsable de la grabación y reproducción de señales de audio. En la figura 18 se muestra el diagrama a bloques de un contestador telefónico típico. Puede observar que los circuitos se agrupan en 7 grandes secciones, que son: circuito de recepción de llamada, circuito de control, manejo del mensaje de salida, manejo de la señal de entrada, grabación de la señal, circuitos de reproducción de mensajes y fuente de poder. Ya sabemos que cuando se recibe una llamada, en la polarización normal de 48V se monta una señal de AC de alrededor de 180V, que es la que en un teléfono convencional excita la campanilla. También sabe-

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mos que en aparatos electrónicos se emplean otros procesos para aprovechar esta señal senoidal en la excitación del zumbador. En un contestador se incluye un circuito especial qu sigue un principio similar para detectar la llegada de esta señal, a cada "timbrazo" genera un pulso que se envía al circuito de control (figura 19); precisamente, en esta sección se lleva a cabo su conteo y comparación con una cantidad prefijada por el usuario, para cuando se llegue al número estipulado se ponga en marcha el proceso de contestación y recepción de mensajes. Como los contestadores son aparatos más complejos que un teléfono electrónico convencional (el cual no requiere de un microcontrolador para el manejo de sus escasas funciones), se ha incluido un circuito que actúa como el sistema central en sus diversas operaciones. figura 20. Cuando el aparato se encuentra en la modalidad de automático y entra una llamada, el Syscon lleva un conteo de los timbrazos, "descuelga" el teléfono cuando ha transcurrido el número programado por el usuario, entonces activa los circuitos de expedición del mensaje de salida, mediante el cual se indica que la persona está ausente y se brinda la infor-


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mación que el propio usuario considere relevante. Cuano ha concluido este paso, el Syscon envía una señal a la persona que hace la petición de llamada y ordena entonces al aparato a colocarse en el modo de grabación, para captar a su vez el mensaje del interlocutor. Enseguida "cuelga" el teléfono y dispone el aparato nuevamente en el modo de espera, en consecuencia, queda listo para recibir la siguiente llamada. Finalmente, cuando el usuario retorna a casa, al recibir el Syscon la orden específica, coloca al contestador en el modo de reproducción, así expedirá los mensajes que fueron grabados durante la ausencia del propietario. Como es necesario que el usuario deje grabado un mensaje en el que avisa que "en ese momento no puede atender la llamada", se requiere un circuito que al momento de recibir una invocación ponga a reproducir un mensaje grabado de salida (suponemos un contestador tradicional analógico, es decir, en el que el mensaje se graba en un casete, figura 21). En realidad, estos circuitos son idénticos a los empleados en un reproductor de casetes convencional; esto es, el mensaje grabado en la cinta es recuperado por medio de una cabeza magnética, amplificado, ecualizado y enviado a la línea telefónica, de esta manera es escuchado por la persona que ha hecho la petición de llamada. Cabe mencionar que el mensaje se puede grabar en el mismo contestador (de hecho es lo común, a menos que el aparato incluya un mensaje estándar pregrabado en una memoria ROM, o bien, que se apoye en circuitos RAM), ya sea en una posición definida de un casete único o en un casete independiente y que quede otro dedicado exclusivamente para el almacenamiento de los mensajes de entrada. Los bloques de manejo de la señal de entrada y grabación del mensaje se encargan de la recepción de la señal de voz, de su manejo y almacenamiento en la cinta magnética. Su único trabajo consiste en captar la señal de audio que viene "montada" en la polarización de 10V, amplificarla y dejarla lista para su grabación por medios magnéticos, lo

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Figura 21

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cual se efectúa con un grabador convencional (figura 22). En la actualidad es común que se utilicen micro-casetes en lugar de los casetes convencionales, aunque su principio de operación es exactamente el mismo. De nada sirve grabar los mensajes si no pueden escucharse, por lo que es necesario que todo contestador incluya una serie de circuitos que recuperen la información grabada en la cinta receptora y la expidan por medio de una bocina (figura 23). Este proceso es idéntico al de un grabador de audio normal, por lo que no es necesario detenerse a explicarlo. Al contrario de los teléfonos electrónicos, cuyos circuitos son unos cuantos y muy sencillos (esto redunda en un consumo de corriente muy bajo, que puede ser cubierto adecuadamente por la polarización de la propia línea), en los contestadores se requiere de una fuente para alimentar todos los circuitos involucrados en el manejo de señales y a los motores del grabador-reproductor. Análisis del Circuito de un Contestador Comercial Como puede advertir por las explicaciones anteriores, el principio de operación de un contestador no es complejo. Sin embargo, con la aplicación de microcontroladores digitales para el apoyo de sus funciones, se complica ligeramente su diagnóstico y servicio, así obliga al especialista a disponer no sólo de un mínimo de conocimientos al respecto, sino también de la información pertinente sobre las distintas líneas de control que entran y salen del circuito integrado principal, lo que a su vez hace casi indispensable el manual de servicio del aparato. A continuación describiremos el funcionamiento de un modelo típico, marca Sony IT-A850, en el que se combinan teléfono y contestador; explicamos por separado la operación de cada unidad. En la figura 24 se muestra su diagrama en bloques; observe que es una máquina moderna con dos microcontroladores independientes, uno para las funciones del teléfono y otro para el control del contestador. La unidad de teléfono funciona exactamente en la forma descripta al comienzo de este capítulo, como podrá corroborar por las siguientes explicaciones. Observe que en la esquina inferior derecha se encuentra la entrada de la línea telefónica, la cual llega hasta un interruptor (S104) y a un relevador (RY101). El primero actúa justamente como interruptor detector de bocina descolgada, mientras que el segundo funciona únicamente cuando se utiliza la función de constestado automático.


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Figura 24

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La línea también llega hasta un puente rectificador que capta la señal oscilante correspondiente a la entrada de llamada y la alimenta hasta un circuito que excita al zumbador BZ101, el cual hace las veces de la campanilla. Se puede apreciar que en este modelo es posible controlar la frecuencia del zumbador, así como el volumen (tres frecuencias distintas: 900, 1.150 y 1.300Hz y tres niveles de volumen: alto, bajo y apagado). Por lo tanto, cuando llega una llamada, la señal respectiva es captada por el puente rectificador, pasa por el excitador y finalmente hace sonar el zumbador. Cuando el usuario "descuelga" el teléfono, la señal de la línea llega a través de S104-1 hasta un puente rectificador, atraviesa un circuito de marcado (que en este recorrido de entrada no tienen función alguna), cruza por RY101-2 (que está desactivado) y llega a un circuito integrado que capta la señal de audio montada en los 10V de polarización, la amplifica y la envía hacia el parlante de la unidad manual, donde es escuchada por el usuario. Posteriormente, cuando la persona responde, su voz es captada por el micrófono de la unidad manual, generando una señal que atraviesa un circuito MUTE y entra al CI llamado speech network, donde se "monta" sobre la tensión de polarización de 10V y se envía hacia la línea telefónica, pasando por el circuito de marcado y el puente de diodos S104-1. Finalmente llega hasta la línea, donde se transmite hacia la central y se establece la comunicación telefónica. Cuando el usuario es quien efectúa la llamada, al descolgar la unidad manual se activa S104, se conecta la línea hacia los circuitos del aparato y se envía una señal de encendido a las termianles 30-31 de IC206 (microcontrolador de teléfono). Con ello, el circuito activa el teclado y se prepara para detectar las teclas que serán presionadas. Y, dependiendo de la posición de S206, cuando se pulse una tecla, saldrá hacia la línea telefónica una serie de pulsos o un tono. En el primer caso, los pulsos son expedidos por la terminal 2 de IC206, llegan hasta el circuito de marcado, donde se conecta y desconecta la línea telefónica que simula la acción del interruptor mecánico y envía dichos pulsos hacia la línea para que se capten en la central y se establezca la comunicación. Puede notar que existen dos posiciones distintas de pulsos: 10PPS y 20PPS. En el caso del marcado por tonos, la señal DTMF sale por el terminal 21 del mismo integrado, pasa por un circuito MUTE y llega hasta IC202 speec network, el cual "monta" dichos tonos sobre la polarización de 10V y la envía hacia la línea telefónica, para llegar a la central y establecer el enlace. El hecho de que una línea acepte tonos en vez de pulsos indica que se trata de una línea digital, capaz de manejar un volumen más amplio de información. Y si bien en conversaciones telefónicas este factor no es relevante, sí lo es para enlaces vía MODEM, por los grandes volú-


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menes de información que deben manejarse. Al respecto, una línea digital puede aceptar fácilmente una velocidad de transferencia de 14.400 bits por segundo (BPS), mientras que una convencional tiene dificultades para manejar velocidades superiores a 9.600 BPS, esto redunda en mayores tiempo de conexión y gastos al usuarios. Un aspecto relevante de este modelo de constestador, es que incluye la característica de speaker phone, esto es, la posibilidad de entablar una conversación telefónica sin necesidad de sostener la unidad manual adyacente al oído (manos libres), para lo cual se emplea un pequeño micrófono incorporado en el cuerpo del aparato y un parlante también incluido (puede localizar estos elementos en la parte media derecha de la figura 24). En ese caso, el recorrido desde la entrada de la línea telefónica es idéntico hasta el circuito IC102 speech network, aunque ahora a su salida, el audio se desvía hacia un transformador acoplador (T104), atraviesa un bloque MUTE, una serie de interruptores integrados (IC204IC201), llega a un control de volumen, a otro bloque MUTE y a un amplificador para finalmente excitar el parlante SP401. Por su parte, la voz del usuario entra por MIC901, cuya señal atraviesa el interruptor IC204 y entra a un circuito integrado especial para la función de speaker phone (IC501). De aquí sale por las terminales 5 y 6, excita el transformador de acoplamiento T501 y se dirige hasta un circuito de control de corriente para incorporarse a la línea telefónica, así se establece la comunicación, incluso con la unidad manual colgada, lo que permite hablar en el modo "manos libres". Cuando el equipo opera como contestador, no es necesario activar los circuitos del teclado, sino que únicamente deben permanecer en funcionamiento el detector de llamada y los circuitos de reproducción y grabación. Cuando entra una llamada, la señal correspondiente pasa por el puente de diodos, por el circuito del zumbador IC101 y llega hasta un detector receptor fomado por Q209 y PH105, el cual transforma la señal respectiva en una serie de pulsos que llegan hasta terminal 35 de IC207 (Syscon del contestador) e indica a este circuito que ha entrado una llamada para que se efectúen los procesos necesarios. Después de contar el número de llamadas determinado por el usuario (2, 5 o contestado automático), el microcontrolador de la máquina se comunica con el microcontrolador principal y le solicita que active RY101, con lo cual la línea telefónica queda conectada al aparato. El circuito principal del contestador activa el motor de las caseteras y da lectura al mensaje grabado en la cinta (cabezas OGM = Outgoing Message), lo maneja en IC203 (circuito para el control de grabación/reproducción) y lo expide por el terminal 22, de donde atraviesa un bloque MUTE y pasa hacia el speech network, cruza otro bloque MUTE, para dirigirse finalmente hacia la línea telefónica y permitir a la persona que hace la petición de llamada en el otro extremo de la línea,

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que escuche el mensaje grabado. Una vez que ha concluido el mensaje del propietario del aparato, se activa el tono que indica a la persona que la máquina se encuentra lista para grabar su mensaje; a su vez, el mismo tono le indica al microcontrolador del contestador que debe desactivar la casetera del mensaje de salida y activar la de grabación (la detección se efectúa mediante IC209, que envía una señal hacia la terminal 37 de IC207). El mensaje de entrada sigue la misma ruta que seguiría una señal en modo speaker phone, salvo que al llegar al interruptor de IC204, a su salida se dirige hacia la terminal 8 de ICX203 (control de grabación/reproducción), donde la señal es acondicionada y enviada hacia la cabeza de grabación ICM (Incoming Message), la cual se activa por 1 ó 4 minutos, según sea la selección que haya efectuado el usuario en S203. Todos estos circuitos se alimentan por medio de una fuente externa de 12Vdc (extremo derecho del diagrama), donde la tensión se regula a 6 volt y se dirige hacia los circuitos de control. Y en caso de que falle la energía externa, el aparato puede ser alimentado por una batería de respaldo. Con esto concluimos la descripción de un contestador típico. Conviene mencionar que prácticamente los mismos circuitos y bloques que se encuentran en este modelo, se incluyen en cualquier máquina convencional.

Teléfonos Inalámbricos Los teléfonos inalámbricos constituyen un desarrollo relativamente reciente en la historia de la telefonía. Si bien los primeros modelos aparecieron a mediados de la década de los 80, su elevado precio impedía que alcanzaran una difusión masiva; no obstante, gracias a los avances tecnológicos y al abaratamiento de la producción de circuitos integrados, hacia principios de los 90 comenzaron a incrementarse sus ventas, con la consiguiente diversificación de fabricantes y modelos. De hecho, se calcula que en países con un nivel de desarrollo promedio, como Argentina, 1 de cada 6 usuarios dispone ya de teléfono inalámbrico, lo cual da una idea de la importancia de estos aparatos si se consideran los millones de líneas instaladas. Desafortunadamente, la creciente importancia de los teléfonos inalámbricos no ha sido acompañada por la literatura técnica que permita al especialista enfrentarse con éxito a su reparación. Sin embargo trataremos de darle material para “aliviar” la tarea de reparación. Observe la figura 25, en la que se muestra un diagrama de bloques con los circuitos que mínimamente debe poseer un teléfono inalámbrico. En principio, advierta que este aparato consta de por lo menos dos


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bloques independientes: un módulo fijo (llamado "unidad base"), el cual se conecta directamente a la línea y otro modulo portátil (denominado "unidad remota"), que es donde se reciben y efectúan las llamadas. Recepción de llamada Cuando la señal de llamada llega hasta la unidad base, la oscilación respectiva se dirige hacia un bloque detector colocado exclusivamente para que, al recibir por un extremo dicha señal, por el otro expida un pulso de duración equivalente a la de un timbrazo (figura 26). A su vez, este pulso se dirige hacia un acondicionador de señal, donde se le da la forma adecuada y es enviado hacia un modulador, en el que se mezcla

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con la frecuencia de un oscilador local (el cual produce una oscilación claramente definida), para finalmente enviarse al amplificador de potencia y a la antena emisora, misma que transmite su señal de llamada hacia todas direcciones. En el otro extremo, si la unidad remota se encuentra en el modo STBY (en espera), mientras su antena se mantiene monitoreando la presencia de señales en la banda de frecuencias asignada, detectará que existe una comunicación; entonces, el aparato procede a su recepción (por la misma antena), amplificación, heterodinación (para reducir su frecuencia) y demodulación para analizar qué tipo de señal es. Si los circuitos determinan que dicha señal corresponde a su banda operativa de frecuencias, como resultado se activa el receptor y se inicia el proceso de interpretación de la información recibida; en este caso, los pulsos de la señal de llamada. Dichos pulsos son recuperados y enviados al circuito zumbador, el cual hace las veces de campanilla, para indicar al usuario el evento. Cuando el usuario enciende el receptor (figura 27), coloca automáticamente a la unidad remota en posición TALK (hablar), con lo que se activan sus bloques de transmisión, al tiempo que comienzan a funcionar los circuitos de manejo de audio. Exactamente en ese momento, el remoto envía a la unidad base un código que le indica que se ha recibido la llamada; al captar dicho código, este módulo "descuelga" el teléfono mediante un relevador o interruptor electrónico y activa sus circuitos de manejo de audio, así queda listo para el intercambio de información que vendrá a continuación. Cuando el usuario responde el llamado, el micrófono capta la voz y la transforma en una señal de audio, la cual se amplifica y envía hacia un circuito modulador, donde se mezcla con la señal de un oscilador local (cuya frecuencia es ligeramene distinta a la empleada por el módulo base) y vuelve a amplificarse para enviarse a la antena, de donde se


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irradia hasta alcanzar a la unidad base (figura 28). A su vez, en este bloque se demodula la señal captada y se recupera el audio original, el cual finalmente se "inyecta" a la línea telefónica. Y el mismo procedimiento, pero a la inversa, le ocurre a la voz de quien habla: la señal que viene montada en la polarización de 10V se recupera, se amplifica, se modula, se le da potencia necesaria y se transmite por la antena, para que sea captada a su vez por la antena de la unidad remota y, posteriormente demodulada y enviada al amplificador que finalmente excita el parlante correspondiente. Una vez concluida la conversación, al presionar el interruptor el usuario coloca nuevamente la unidad remota en el modo STBY, con lo que se produce un código especial, que le indica a la unidad base que debe "colgar", esto desactiva el relevador o los interruptores electrónicos respectivos, y colocarse nuevamente en posición de descanso, lista para recibir otra llamada o para manejar alguna comunicación que el usuario desee efectuar.

Figura 28

La Operación de Llamada Cuando el usuario desea realizar una llamada a través del módulo remoto (figura 29), como primer paso coloca la unidad en modo TALK, con lo que envía un código para ordenar a la unidad base que "descuelgue" el teléfono, entonces los circuitos de manejo de audio de entrada reciben el tono de marcar. A su vez, dicho tono es modulado y transmitido hacia la unidad remota, esto permite al usuario escuchar por el parlante el sonido que le indica que ya puede marcar el número deseado. Cada vez que se presiona un número en la unidad remota, se transmite un código especial a la unidad base, la cual lo identifica y genera a

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su salida ya sea el número de pulsos correspondiente o la mezcla de tonos adecuada (depende de si el aparato está en modo PULSE o TONE). Dicha información llega hasta la central telefónica, misma que establece el enlace y envía por la línea el tono de espera, esto indica al usuario que la comunicación ya está hecha con el otro teléfono, pero que aún nadie ha contestado (en caso de que el otro teléfono esté ocupado, la central envía el tono respectivo). Y cuando finalmente se contesta la llamada, se lleva a cabo el intercambio de diálogos de la misma manera en que se describió anteriormente. Como puede observar, la operación en sí de un teléfono inalámbrico no es complicada; sin embargo, como los modelos actuales incorporan diversas prestaciones adicionales, así como estrictas medidas de seguridad para impedir que terceras personas puedan interferir en la línea o escuchar conversaciones ajenas con un aparato similar, los circuitos y procesos electrónicos implícitos ya no son tan sencillos, como veremos más adelante. Descripción de un Teléfono Comercial Iniciaremos estudiando uno de los primeros modelos de teléfonos inalámbricos que produjo la compañía Sony: el SPP-11. En las figuras 30 y 31 se muestran los diagramas de bloques de la unidad base y de la unidad remota. Enseguida vamos a hablar de los procesos que se han descripto con anterioridad, ubicaremos los circuitos específicos de este modelo, al tiempo que se describen algunas particularidades de los primeros teléfonos inalámbricos.


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En la esquina superior derecha de la figura 30 se encuentran las terminales que se conectan a la línea telefónica. Observe que los dos trayectos de señal hacia abajo llegan a un optoacoplador, a un transistor de llamada (Q11) y a un mezclador (Q8). a su vez, este mezclador recibe también las señales de un oscilador local (Q3), el cual trabaja en una banda de entre 1,665 y 1,755MHz (vea la línea marcada como [B] en la tabla adjunta a la figura), según sea el canal empleado. Enseguida, Q8 envía la señal de llamada al amplificador excitador Q7 y al amplificdor de potencia Q6, para posteriormente atravesar un capacitor y llegar a la línea de alimentación, la cual en este modelo se aprovecha como antena emisora (la frecuencia de 1,7MHz es muy baja como para emplear una antena telescópica, por lo que se decidió aprovechar la longitud de la línea de AC para evitar la colocación de una antena muy grande). Esta señal de 1,7MHz es transmitida hasta una antena de ferrite que se ubica en el interior de la unidad remota y que capta la señal y la amplifica a través de Q9, de donde entra al circuito integrado IC2. A su vez, dentro de este IC la señal llega hasta un mezclador, el cual también recibe una frecuencia proveniente de un oscilador local que oscila aproximadamente a 2,2MHz. El resultado de la mezcla es una señal de 455kHz, es decir, de exactamente la frecuencia de FI de un receptor de AM (recuerde que si bien en Argentina la FI es de 465kHz para evitar inteferencias con estaciones LOL, los receptores normalmente vienen presintonizados a 455kHz); sin embargo, en este aparato no se emplea la modulación en amplitud para el envío de la señal, sino una modulación en frecuencia. Por esta razón, después de atravesar un filtro paso-banda, la señal llega hasta un limitador y al demodulador, donde se recupera la información de audio (la señal de llamada), se amplifica y se envía hacia un filtro que sólo deja pasar el código de llamada; a un detector de señal de llamada, y a un disipador con histéresis (dentro de IC2), de donde finalmente la frecuencia de llamada llega hasta el parlante como un repiqueteo. Cuando el usuario contesta la llamada, pasa entonces el interruptor S4 de la unidad remota de la posición STBY a TALK, con lo que se cancela el repiqueteo y se activan los diversos bloques del aparato. Con ello se genera un código especial, que en este caso es una señal senoidal de una frecuencia específica, producida por Q6, Q7 y Q8 (vea la tabla adjunta a la figura 31); a su vez, ésta se amplifica través de Q4-Q5, se mezcla con la señal senoidal del oscildor local Q3, pasa por un triplicador de frecuencia Q2 (con lo que alcanza una frecuencia de alrededor de 49,8MHz), vuelve a amplificarse y llega finalmente a la antena telescópica, de donde se irradia en todas direcciones. A su vez, la antena de la unidad base capta la señal remota, la amplifica por Q1 y la mezcla con la señal del oscilador local Q3, el cual tra-

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baja a aproximadamente 39,1MHz. Recuerde que la señal era de 49,8MHz, con lo que la resta de ambas da una frecuencia intermedia de 10,7MHz (idéntica a la de FM). Esta señal de FI cruza un filtro pasabanda y se aplica a un segundo mezclador, el cual trabaja a aproximadamente 10,2MHz, con lo que se obtiene una segunda señal de FI, ahora de 455kHz. Nuevamente, la señal pasa por un segundo filtro pasa-banda, llega a un limitador y al demodulador de FM, donde se recupera la oscilación de control, misma que enseguida cruza un filtro pasa-banda y un circuito PLL, el cual, conforme detecta la presencia de esta oscilación de control, expide en su terminal 8 un pulso de encendido que excita a Q13 y acciona al relevador, lo que conecta el aparato a la línea telefónica, de manera equivalente a la acción de "descolgar" el teléfono. Para establecer la comunicación, el usuario habla al micrófono de la unidad remota (esquina inferior derecha de la figura 31), donde su voz es convertida a una señal de audio, amplificada por Q4 y Q5, mezclada con el oscilador de transmisión Q3, triplicada su frecuencia (con lo que nuevamente se obtiene una señal FM de aproximadamente 49,8MHz), amplificada en potencia e irradiada a través de la antena telescópica. En tanto, la unidad base recibe esta señal, para cuya recuperación debe seguirse exactamente el mismo procedimiento explicado en la oscilación de control, con la salvedad de que a la salida de IC1 (terminal 9) en lugar de ir hacia el circuito PLL pasa directamente hacia un amplificdor de audio y a un filtro pasabajos, enseguida excita el primario de un transformador híbrido, el cual "inyecta" la señal de audio hacia la línea telefónica, entonces se establece el enlace "de ida". Por otra parte, la señal de audio que proviene de la línea telefónica se induce en el transformador híbrido (esquina superior izquierda de la figura 30); enseguida pasa al amplificador Q10, se mezcla con la señal de un oscilador de transmisión que trabaja a 1,7MHz, pasa por un excitador (Q7) y otro amplificador (Q6), el cual envía la señal de audio modulada en frecuencia hacia la línea de AC, para que de ahí se irradie hacia la unidad remota. Finalmente, como una especie de realimentación para que el usuario se escuche en la misma bocina, cuando se excita el transformador híbrido (por la misma voz), parte de la señal generada también llega hasta el secundario de audio de entrada, con lo que el sonido sigue el mismo recorrido, llega hasta el remoto y se escucha en el parlante, así garantiza que se ha establecido un enlace correcto entre ambas unidades. Cuando el usuario es quien hace la petición de llamada, al pasar el interruptor de STBY a TALK, el remoto envía su señal de control, con lo que la unidad base "descuelga" el teléfono y envía, a su vez, el tono de marcar. Conforme se van presionando los números del teléfono solicitado, la información respectiva llega hasta el integrago de marcado de pulsos


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(IC1) de la unidad remota, circuito que va conectado a la misma línea por donde sale la oscilación de control. Cuando aparecen estos pulsos, dicha oscilación se suspende por momentos; entonces, en la unidad de base, el relevador que conecta la línea con el teléfono comienza a abrirse y cerrarse, así simula perfectamente la forma de los pulsos producidos por los medios mecánicos de un teléfono tradicional. Y aunque este modelo de teléfono no es capaz de utilizar las líneas que aceptan marcado por tonos, el remoto cuenta con un interruptor (S4) que permite elegir entre marcado de 10 ó 20 PPS. Como puede apreciar, este teléfono inalámbrico es muy sencillo comparado con los modernos diseños, pues en su operación no se utilizan circuitos digitales, sino que se basa completamente en señales análogas (moduladores, detectores, PLLs, etc.). Sin embargo, un aparato con estas características fácilmente puede llegar a ser interferido por otro similar ubicado en las cercanías, que impedirá la privacidad de las conversaciones. Es por ello que se incorporan medidas de seguridad bajo distintas condiciones, que hacen casi imposible la interferencia de las líneas, lo que a su vez los obligó a incluir complejos sistemas basados en circuitos digitales. Un Teléfono más Seguro Analicemos ahora un teléfono moderno que incorpora diversos adelantos y prestaciones, que lo hacen muy superior a modelos como el anterior. Justamente, una de las principales innovaciones es la inclusión en circuitos digitales, que no sólo controlan todas las funciones tanto

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Figura 32.a


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de la unidad base como del remoto, sino que también se aprovechan como protección contra interferencias. En figuras 32.a y 32.b se muestran los diagramas en bloques de las unidades base y remota de este aparato. Observe que todos los circuitos se han agrupado en unas cuantas secciones, pues lo que de momento nos interesa es una visión general de la operación del conjunto, que nos permita definir la ubicación de cada bloque, para proseguir con explicaciones específicas sobre su funcionamiento. Conviene aclarar que este modelo incluye además un teléfono completo en la unidad base, lo que permite contestar o efectuar llamadas directamente, sin necesidad de utilizar forzosamente el remoto. De hecho, hemos tomado este aparato como referencia, porque permite analizar otros servicios de los teléfonos modernos, como las funciones de "hands free" (manos libres). En figura 33 se muestra al circuito detector de llamada; puede observar que la señal de la línea, después de atravesar un par de bobinas (L701-702) y un transformador (T701), pasa hacia un capacitor (C703) y un par de resistencias (R708-707), para finalmente excitar a un diodo


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dentro del optoacoplador PH702. Al llegar la señal de llamada, cuando el semiciclo es positivo, atraviesa el capacitor y las resistencias y enciende el diodo, lo que hace conducir el fototransistor y lleva hasta un nivel BAJO a la terminal 10 de IC501, que es el microcontrolador principal del sistema. A su vez, este circuito detecta el nivel y lo interpreta como la llegada de un timbrazo, con lo que prepara los circuitos para el proceso de transmisión de la señal hasta la unidad remota, al tiempo que activa el zumbador en el teléfono de la unidad base. Veamos cómo funciona el zumbador local (figura 34). Al captar el CPU el nivel BAJO, expide en su terminal 40 (ring osc.) una señal de pulsos, misma que llega hasta la terminal 4 de IC604, el cual es un amplificador dedicado para el parlante interno de la unidad base. A su vez, la salida de este integrado (terminales 5 y 8) se conecta directamente a el parlante, lo que produce el zumbido de entrada de llamada. Puede ver que el CPU también expide por el terminal 38 una señal denominada level control, que sirve para fijar el volumen del campanilleo. Dicha señal llega hasta el transistor Q606, el cual conecta o desconecta un divisor de voltaje a la entrada de IC604, con lo que si el propio transistor está encendido el zumbido de llamada será de bajo volumen, mientras que si está apagado, el campanilleo será más potente. Simultáneamente, el microcontrolador envía una señal de búsqueda de un canal libre de entre los 10 posibles en estos aparatos (vea en la tabla 2 las frecuencias asignadas en el presente modelo). Una vez que lo localiza, envía entonces la señal de llamada, la cual es recibida por la

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Figura 33

Figura 34


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Tabla 2 Figura 35

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unidad remota (figura 35). Y en la misma transmisión se incluye también un código de protección formado por un número binario de 19 bits, el cual se almacena en dos ROMs que se incluyen en la unidad base y en el remoto (IC504 e IC204, respectivamente). Siempre que se establece algún tipo de comunicación entre las unidades base y remoto, ambas se mantienen intercambiando constantemente el número binario de seguridad, de tal manera que si en algún momento se detectan diferencias, la llamada se corta como protección de privacidad. (Es por ello que cuando se detecta algún problema en alguna de las memorias ROM, es necesario sustituir ambas, no solamente la que está defectuosa.) A su vez, en la unidad remota la señal de llamada es captada por el microcontrolador IC210, el cual entonces se comporta de manera muy similar al micro de la unidad base; esto es, por su terminal 40 expide la señal de pulsos que excitará al parlante (figura 36). Tales pulsos atravie-

Figura 36


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san un switch analógico (IC203) y llegan hasta un transistor excitador (Q206) y a un amplificador (Q202), el cual alimenta directamente el parlante del zumbador. También aquí existe una señal que controla el volumen del campanilleo, misma que sale por la terminal 38 y llega hasta Q201 en paralelo con una resistencia en el emisor de Q202. Es fácil apreciar entonces que si Q201 está apagado, la corriente tendrá que atravesar R204 para llegar hasta el parlante, con el volumen del sonido reducido; mientras que si está encendido, la corriente llegará directamente y producirá un sonido de mayor volumen. Al contestar el usuario la llamada y presionar el switch TALK, éste envía su señal hasta la terminal 60 de IC201, para avisarle que debe hacer contacto con la unidad base para establecer la comunicación (figura 37). En ese momento el micro activa completamente los bloques de recepción y transmisión de la unidad remota y envía a la unidad base un código especial que indica que el usuario desea contestar la llamada. Dicho código, al ser captado por el micro de la unidad base, hace que se expida por la terminal 25 un nivel BAJO, el cual apaga a Q607 y permite que la polarización aplicada a la base de Q608 lo conecte, lo que a su vez activa el relevador RY701, que cierra su contacto de manera equivalente a acción de "descolgar". La señal de audio recibida a través de la línea telefónica llega al transformador T702 y entra al amplificador de audio IC607 (figura 38). A su salida, esta señal se alimenta a la terminal 8 de IC303, el cual la acondiciona para su transmisión por ondas radiales. En particular, uno

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Figura 37

Figura 38


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Figura 39

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de los manejos que recibe dicha señal es una "compresión" que busca mejorar en lo posible la relación señal/ruido de la transmisión, lo que amplifica las frecuencias de bajo volumen y atenua las muy elevadas, así garantiza que la modulación en frecuencia sea adecuada (vea en la figura 39 la curva de transferencia entrada-salida del compresor). La señal ya "comprimida" abandona a IC303 por su terminal 3, llega a un transistor modulador en FM (Q404), a un duplicador de frecuencia (Q402) y a un amplificador de potencia (Q401), para llegar finalmente a la antena telescópica, la cual la transmite hacia la unidad remota. En este módulo (figura 40) la señal de radio es captada por la antena y amplificada por Q1; enseguida pasa por el mezclador Q2, el cual reduce su recuencia ahsta el valor de FI de la FM (10,7MHz), atraviesa un filtro cerámico (CF1) y un nuevo mezclador (Q3) que reduce su frecuencia aun más —hasta el valor de FI de AM (455kHz)—, para pasar enseguida por un segundo filtro cerámico y llegar finalmente a la terminal 5 de IC3, que es el amplificador de FI. Aquí se demodula y a través de terminal 9 se expide la señal de audio original, aunque todavía está "comprimida", por lo que debe pasar por un proceso de "descompresión" dentro de IC4. Sale entonces de este integrado por su temrinal 19 y de ahí va directamente hacia un amplificador de audio (IC5), el cual excita el parlante para que el usuario escuche la voz del interlocutor. Cuando el usuario contesta, su voz llega hasta el micrófono MIC101, el cual transforma la presión del aire en una señal de audio, misma que se dirige hacia el circuito IC4 (terminal 8), de donde sale ya comprimida por su terminal 3, entonces se dirige hacia el proceso de


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transmisión. Este, a su vez, consta de los siguientes procesos: una modulación en FM por medio del transistor Q104, una duplicación de frecuencia a cargo de Q102 y una amplificación de potencia mediante Q101, para de ahí enviarse la señal hacia la antena, de donde se irradia hacia la unidad base. Figura 41. En esta unidad (figura 42), la voz del usuario se recibe por la antena, se envía hacia el amplificador Q301 y al mezclador Q302, de donde se obtiene la señal en frecuencia intermedia de FM (10,7MHz), entonces pasa por los siguientes dispsitivos: un filtro cerámico, un segundo mezclador (Q303) que baja aun más la frecuencia hasta el nivel FI de AM (455KHz) y un segundo filtro cerámico, para finalmente llegar a la terminal 5 de IC301, amplificador de FI, donde se demodula y sale como señal de audio comprimida para dirigirse al descompresor IC303 a través de su terminal 15. A su vez, la señal sale ya descomprimida de este IC por la terminal 19 y llega a un amplificador (IC603), en cuya salida está el "secundario" que va conectado a la línea telefónica, por lo que la señal de voz del usuario lo excita, entonces induce al primario de T702, que al estar conectado a ésta, envía la contestación del usuario hasta la otra persona y se cierra el ciclo de la comunicación. Hablemos ahora de los procesos que ocurren cuando el usuario es quien efectúa la llamada telefónica. Observe en la figura 43 que al microcontrolador de la unidad remota (IC201) va conectado un teclado convencional, con los números del 1 al 0, además de las teclas *, # y de algunas otras auxiliares. De esta forma, cuando la persona oprime la tecla TALK, para avisar que desea realizar una llamada, el micro envía hacia la base un código para ordenar que ésta "descuelgue" el teléfono

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Figura 41

Figura 42


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(según el proceso explicado anteriormente) y reciba el "tono de marcar" que, a su vez, se envía a la unidad remota como una señal de audio. Posteriormente, cuando el usuario escucha el tono aludido y comienza a marcar los dígitos del número solicitado, el micro los identifica y los envía hacia la unidad base en un código distinto para cada cifra, donde son captados para iniciar entonces el enlace con la central telefónica. Si el teléfono se encuentra en la modalidad de marcado por pulsos, el micro envía las órdenes correspondientes al IC506 (dialer), el cual expide por su terminal 18 una serie de pulsos perfectamente conformados de acuerdo a los estándares telefónicos. Dichos pulsos llegan directamente hasta la base de Q608, elemento que sirve como excitador del relevador de conexión a la línea telefónica. Al recibirlos, el relevador se abre y se cierra varias veces y producen en la línea los pulsos de marcado, mismos que llegan hasta la central telefónica para establecer la comunicación. Pero si el teléfono se encuentra en el modo de TONE, el mismo IC506 expide los tonos de audio correspondientes por su terminal 17, según el código DTMF (explicado anteriormente). Dichos tonos llegan hasta la terminal 1 de IC603, que es un amplificador de audio, cuya salida por la terminal 5 llega directamente al secundario de T702, el cual los induce hacia la línea telefónica y así avisa a la central que se desea establecer contacto con el número marcado. Como puede observar, el principio de operación de los teléfonos inalámbricos no ha cambiado sustancialmente, aunque se han incorporado nuevas prestaciones y circuitos de seguridad contra interferencias a conversaciones privadas (el más representativo es el número de identificación grabado en las ROMs, lo que teóricamente permite tener más de medio millón de teléfonos iguales sin interferencia existente


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entre los mismos). En este modelo de aparato, cuando se emplea en su modalidad de intercomunicador (interfono), el proceso de comunicación es el mismo, sólo que en vez de tomar la señal de audio que proviene de la línea, la que transmite la unidad base es la que se genera en el micrófono incorporado y la señal de audio que recibe del remoto en vez de enviarla hacia la línea telefónica la canaliza hacia un parlante interno. Y lo mismo podemos decir de la función hand free, donde el audio recibido de la línea se envía hacia una bocina especial, colocada para tal efecto en la unidad base y un micrófono independiente captará la voz y la enviará hacia la línea telefónica, sin necesidad de que el usuario sostenga el auricular.

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SISTEMAS MULTIPLEX - PCM

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Sistemas Multiplex. PCM y FDM

CAPITULO

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Introducción Desde sus orígenes, las comunicacioens telefónicas trataron de efectuarse ahorrando lo máximo posible, tanto en equipos como en espectro (rango de frecuencias empleado) con el fin de enviar la mayor información por un solo vínculo. De esta manera nace el sistema multiplex creado para enviar varios canales por un solo medio de enlace. Dos son los sistemas frecuentes: Multiplex por División de Tiempos (TDM) y Multiplex por División de Frecuencia (FDM). El sistema multiplex nace con la necesidad de querer transmitir información de varios canales en forma simultánea por un mismo vínculo de transmisión. Consiste en aplicar técnicas que permiten transmitir un paquete hacia un receptor y que este último pueda detectar la información recibida. En técnicas digitales se demuestra que un multiplexor permite que una entrada ingrese a la salida por medio de información aplicada a ciertas líneas de selección. Si efectuamos la selección en forma cíclica y alternada tendremos muestras correspondientes a las distintas entradas y como la transmisión se hace en forma ordenada y sincrónica, conoceremos qué información corresponde a cada canal.

PCM En el sistema PCM, la señal analógica del canal telefónico es sustituida por una sucesión de muestras de corta duración, retiradas de la señal original a intervalos periódicos, en la forma de pulso y pausa, codificadas normalmente en una secuencia de 8 bits. En este artículo, explicaremos de manera didáctica todo el principio que involucra la técnica de la generación y de la codificación de la señal en PAM (Pulse Amplitud Modulation). En la técnica PCM (Pulse Code Modulation) o modulación por codificación de pulsos, la información es transmitida en la forma digital, siguiendo la tendencia actual, por ejemplo, de las redes RDSI, fibras ópticas, centrales digitales y sistemas PCM de orden superior. El uso de la técnica de transmisión PCM está aumentando a cada día que pa-


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sa, y este aumento está basado en la posibilidad de la señal PCM, principalmente en el sistema de 1º orden, de poder usar los cables de pares de la red telefónica ya existente. Con la técnica PCM es posible transmitir hasta 30 canales telefónicos multiplexados en PCM, a través de una línea antes usada para transmitir sólo un canal telefónico. En los comienzos de la transmisión PCM, los equipos estaban limitados a sistemas de primer orden, con 30 + 2 canales telefónicos por sistema (ya lo veremos al tratar FDM). Con el desarrollo de los circuitos integrados de alta velocidad de conmutación, es posible multiplexar sistemas PCM de 5º orden, con capacidad de 7680 canales telefónicos por sistema, y aun configuraciones bastante superiores.

Figura 1

¿Qué es la multiplexación? Multiplexación (MUX) es el proceso que permite transmitir a través de un único medio de transmisión, diversos canales telefónicos sin haber interacción entre ellos. Al final del sistema debe ser posible identificarlos y separarlos manteniendo una cierta relación entre los canales aplicados en la entrada y los canales extraídos en la salida. Por ejemplo, el canal 1A debe corresponder al canal 1B, el canal 2A debe corresponder al canal 2B y así sucesivamente, como vemos en la figura 1. Se usan diversas técnicas en la multiplicación de dos o más canales telefónicos, siendo los más comunes: - FDM (Frequency Division Multiplex): multiplexación por división de frecuencia. - TDM (Time Division Multiplex): multiplexación por división de tiempo, la técnica más conocida en este grupo es la PCM. En la multiplexación PCM, la señal analógica del canal telefónico a ser transmitida, es primeramente muestreada en el tiempo a una velocidad de 8000 muestras por segundo; a continuación las muestras son codificadas en un código binario de 8 bits. Los pulsos codificados son colocados uno al lado del otro y forman un tren de pulsos que a continuación es tranmitido de A hacia B a través del medio de transmisión,

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Figura 2

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como vemos en la figura 1. La multiplexación PCM puede ser representada, en la práctica, por una llave rotativa con 32 posiciones, como vemos en la figura 2 (donde sólo se han graficado 4 canales). El movimiento de rotación de las llaves A y B, acopladas por el mismo eje, se hace de tal manera que la llave A (transmisora) y la llave B (receptora) queden perfectamente sincronizadas. En la práctica, el sincronismo del multiplexador y del desmultiplexador se hace a través de las señales de sincronismo transmitidas por un canal de reserva, intercalado a los canales telefónicos y usado con esa finalidad. De ahí el nombre 30 + 2, es decir, 30 canales telefónicos y 2 de señalización y sincronismo. El movimiento de las llaves A y B se hace de tal manera que cuando la llave A está explorando y transmitiendo las informaciones referentes al canal 1A, la llave B debe estar colocada en el canal 1B, de manera de recibir y enviar al abonado B la información que está siendo explorada y enviada por el canal 1A. Como vemos, la señal del canal telefónico es toda procesada en PAM; es sólo a través del medio de transmisión que se usa la modulación PCM. Sistema Básico de Transmisión En la figura 3 tenemos un diagrama en bloques simplificado de un sistema PCM de 1º orden, con capacidad para multiplexar y transmitir 30 canales telefónicos. El diagrama está dividido en 8 bloques, donde cada uno ejerce una función en la transformación de la señal analógica en digital (en la transmisión) y digital en analógica (en la recepción). A continuación describiremos con detalles la función de cada bloque. Filtro pasabanda (FPB) en la entrada Los filtros pasabanda, colocados en la entrada de cada canal, tienen por función limitar la banda de frecuencia del canal de voz de manera de atender las recomendaciones del CCITT. La señal analógica aplicada en la entrada del sistema PCM ocupa un


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espectro de frecuencia de 20Hz a 20kHz (*); antes de ser transmitido, su espectro es reducido por el FPB (filtro pasabanda) de 0-4kHz. A pesar de que el canal telefónico ocupa una banda disponible de 0-4kHz, para una conversación telefónica dentro de los patrones internacionales sólo se ocupa en realidad el espectro de 0,3 a 3,4kHz, como vemos a través de la banda rayada de la figura 4. La señal del canal telefónico, que ocupa el espectro de 0,3 a 3,4kHz, es aplicada en la entrada del circuito de muestreo, cuyo funcionamiento es explicado a continuación.

Figura 3 Figura 4

Circuito de muestreo El muestreo es el proceso por el cual la señal analógica es muestreada a intervalos regulares, transformándose en señal PAM. De acuerdo con el teorema de muestreo (Teorema de Shanon/Nyquist), para recuperar la señal analógica de baja frecuencia no hay necesidad de enviar toda la forma de onda de la señal analógica, sino sólo una secuencia de muestras. Para satisfacer el teorema de Shanon/Nyquist, la frecuencia de muestreo fA debe ser por lo menos dos veces mayor que la mayor frecuencia de la señal a transmitir. En el caso del canal telefónico, cuya banda útil considerada es de 0,3 a 3,4kHz, podríamos usar fA = 2 x 3,4 = 6,8 kHz, pero por una cuestión técnica se usa internacionalmente fA

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Figura 5

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= 8kHz. (Recuerde que limitamos el canal en 4kHz, luego 2 x 4kHz = 8kHz.) A través del proceso de muestreo, se obtiene una secuencia de pulsos, la amplitud de cada uno de los cuales corresponde a la amplitud de la señal analógica muestreada en ese instante. La sumatoria representa el formato de la señal analógica, como vemos en las formas de onda de la figura 5. Así podemos definir el proceso de muestreo como la sustitución de la señal del canal telefónico variable en el tiempo, por una sucesión de muestras de corta duración (pulsos y pausas) obtenidas de la señal analógica a intervalos regulares. Modulador PAM Básico Como vimos, la modulación PAM es realizada a través de la conmutación de la señal analógica. En la figura 5 tenemos un modulador PAM básico formado por un filtro pasabanda en la entrada y por una llave de conmutación, comandada por una señal de conmutación electrónica, o señal de muestreo, capaz de retirar 8000 muestras por segundo. La señal analógica proveniente de la cápsula transmisora del aparato telefónico, o de otra fuente cualquiera, es inicialmente aplicada en el FPB, donde la banda de 20Hz a 20kHz es reducida a 0,3 a 3,4kHz. A continuación la señal es aplicada a la entrada 1 del circuito de muestreo, donde es conmutada. El circuito de muestreo está representado por una llave de conmutación de alta velocidad (8.000 conmutaciones por segundo). En la puerta 2 se aplica la señal de conmutación o de muestreo con frecuencia fA = 8kHz. La señal analógica presente en la entrada 1 sólo aparecerá en la puerta 3 en el intervalo en que la señal de muestreo tenga nivel lógico 1; en este intervalo la llave estará cerrada. En el intervalo en que la señal de muestreo tenga nivel lógico 0 la llave estará abierta y no habrá señal en la salida. La señal analógica aplicada en la entrada 1 aparece en la salida "serruchada", en la velocidad de la señal de muestreo, modulada en PAM.


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La señal PAM, como se ve en la figura 5, no es adecuada para la transmisión a larga distancia, pues en la etapa en que se encuentra está sujeta a distorsión de los pulsos, provocada por atenuación de fase y debido al ruido presente en el medio de transmisión. Cuantización La cuantización consiste en convertir una señal analógica con amplitudes infinitas, o no determinadas, en una señal digital con amplitudes finitas. La amplitud de cada pulso PAM es comparada dentro de diversos niveles discretos y, entre esos niveles, se elige el nivel más próximo de la amplitud de la señal en la entrada. En la figura 6 tenemos una señal analógica muestreada en PAM, con 8 pulsos, siendo 4 con polaridad positiva y 4 con polaridad negativa. Las amplitudes de los pulsos PAM son redondeadas por el circuito de cuantización para los niveles de cuantización más próximos del nivel de la señal PAM en la entrada. Así, en el esquema mostrado en la figura 6, donde los desniveles de cuantización son de 1V, el pulso nº 1, con amplitud de entrada de aproximadamente 0,8V es redondeado por el circuito de cuantización al nivel de 1V en la salida. El pulso nº 2, con una amplitud de 2,54V, es redondeado para un nivel de 3V; lo mismo se hace con los demás pulsos de entrada. En este proceso, cuando la amplitud del pulso a ser cuantizado está ubicada exactamente entre dos niveles de decisión, por ejemplo 2,5 C V, el redondeado se hace siempre hacia el nivel de decisión superior más próximo, o sea, hacia 3V. En el ejemplo de la figura 6, así como en los demás ejemplos dados anteriormente, prevalece el redondeado siempre hacia el nivel de decisión inmediatamente superior. Como podemos observar a través de la figura 6, debido al proceso de redondeado de la amplitud de los pulsos de entrada, los pulsos PAM recuperados en el lado de la recepción no serán más una reproducción fiel de los pulsos aplicados en la entrada.

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Figura 6



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El proceso de cuantización, como vemos, provoca un pequeño deterioro en la calidad de la información recibida. La diferencia entre las amplitudes de los pulsos en la entrada y en la salida del circuito de cuantización induce un error, conocido como error de cuantización. Este error se manifiesta en la salida del sistema en la forma de ruido, llamado ruido de cuantización - "Q", semejante al ruido blanco. El ruido de cuantización sólo se manifiesta en la presencia de la señal PAM; en ausencia de la misma, no hay ruido Q en la salida del sistema PCM. En cuanto a la variación de los niveles de cuantización o niveles de decisión, las curvas de cuantización son clasificadas en lineales y no lineales como veremos a continuación.

Figura 7

Curva de cuantización lineal En la cuantización lineal, la graduación del eje vertical, correspondiente a los niveles de decisión, obedece a una variación lineal, o sea, la graduación de los valores del eje Y es constante. Los intervalos son fijados en valores predeterminados, igualmente espaciados, como se ve en la figura 6. En la cuantización lineal, la relación señal/ruido (S/Q) empeora para los pulsos de baja amplitud, mejorando para los pulsos de mayor amplitud. En la figura 7a tenemos una señal analógica siendo cuantizada y en la figura 7b tenemos el nivel del ruido Q resultante del error de cuantización de la señal muestreada. Como podemos observar, el nivel de ruido Q alcanza su valor máximo en los puntos donde la señal analógica pasa por el eje cero, región donde la señal analógica presenta baja amplitud. En los puntos donde la señal analógica alcanza su valor máximo, tanto positivo como negativo, el ruido Q alcanza su valor mínimo. Lo expuesto puede ser ejemplificado de la siguiente manera: suponiendo que el pulso de entrada tenga una


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amplitud de 0,5V, la amplitud del pulso será redondeada hacia un valor inmediatamente superior, aparecerá en la salida con 1V; en este caso hubo un error de 50%, equivalente a un ruido muy elevado. En el caso de un pulso con amplitud en la entrada de 10,5V, éste aparecerá en la salida con una amplitud de 11V, correspondiente a un error menor que el 5%. Como podemos ver, cuanto menor sea la amplitud del pulso PAM en la entrada, mayor será la amplitud del ruido Q y menor será la relación señal/ruido (S/Q) en este punto. Esto significa que en la cuantización lineal las muestras de baja amplitud son las más afectadas por el ruido y no los pulsos de grandes amplitudes. Por otro lado, la amplitud media de la señal de voz, en una conversación telefónica normal, aplicada en la entrada del MUX-PCM (figura 3), tiene un nivel nominal de -15dBm, puede llegar en algunos casos a -40dBm y comprometer el uso de la cuantización lineal. En razón de eso, la curva con variación lineal es poco usada en el sistema PCM, la más usada es la curva con variación no lineal (hiperbólica o logarítmica). En esta última la relación señal/ruido es constante e independiente de la amplitud de la señal en la entrada del MUX-PCM, como veremos a continuación.

Figura 8

Cuantización no lineal El sistema de transmisión PCM debe ser capaz de transmitir señales de voz con gran variación de amplitud (60dB o más), así mantiene una relación señal/ruido constante en toda la banda de variación. Para mantener la relación señal/ruido constante, las señales PAM de baja amplitud deben ser más reforzadas que las señales de mayor amplitud. Esta operación equivale a reducir la amplitud de los pulsos mayores y al mismo tiempo reforzar los pulsos de baja amplitud. En el sistema PCM esto se con-

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Figura 9

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sigue haciéndose los intervalos entre dos niveles consecutivos más estrechos para niveles de baja amplitud y más espaciados para los niveles más altos. En la figura 8 tenemos una curva de cuantización con variación no lineal; como podemos ver, los intervalos próximos al punto de cruce de los ejes son menores, y a medida que se alejan del mismo los intervalos aumentan. Observe también que no sólo los intervalos son menores sino también los valores asumidos por cada intervalo. El nivel de ruido de cuantización, que es mostrado en la figura 8, aumenta a medida que se aleja del punto de cruce; lo mismo ocurre con la señal PAM. Como la amplitud de los pulsos PAM y el nivel de ruido aumentan en la misma proporción, significa que la relación señal/ruido (diferencia en dB entre la amplitud de la señal y del ruido) se mantiene constante. Otra manera de representar la curva vista en la figura 8 es a través del gráfico de la figura 9, formado por 13 segmentos de rectas, incluyendo los dos cuadrantes. En el eje X o eje horizontal están representados los intervalos de cuantización o niveles de decisión en un total de 256 niveles, siendo 128 positivos y 128 negativos (28 = 256 = 128 + 128). Los puntos de intersección de los ejes X e Y forman 6 segmentos de rectas, proyectados en el 1° y 3° cuadrante. El segmento de recta N° 1 es común al 1º y 3º cuadrante, formando un solo segmento, totalizando 13 segmentos, de ahí la denominación de curva de 13 segmentos. Como podemos observar en la figura 10, el segmento Nº 1, está formado por 64 niveles, siendo 32 en el 1º cuadrante y 32 en el 3º cuadrante, lo que equivale a 64 segmentos. En el diagrama de la figura 10 está representado con detalles sólo la parte positiva de los segmentos, o sea, la parte que está dentro del 1º cuadrante de la figura 9. Los intervalos ubicados en el eje X para señales de pequeña amplitud son menores, equivalen a una variación logarítmica aproximada. Los intervalos


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próximos al punto de cruce de los ejes X-Y son bien pequeños, aumentando a medida que se alejan del cruce. Los segmentos 1 y 2 están casi en la vertical, quedan paralelos al eje Y; los pulsos de entrada, cuyas amplitudes están ubicadas en estos intervalos, son reforzados, como por ejemplo el pulso Nº1; por lo tanto esta curva presenta una variación no lineal. A su vez, para el segmento de recta Nº 7, a pesar de que el eje X en este intervalo presenta mayor variación, los pulsos cuya amplitud caen en este intervalo como por ejemplo el pulso Nº 6, no sufrirán casi ningún refuerzo. Como vemos, la curva de la figura 10 es una curva de transferencia no lineal, por eso es la más usada en la cuantización de las señales PAM/PCM. Codificación La codificación es la operación a través de la cual las informaciones contenidas en los impulsos PAM son representadas por un código binario de 8 bits. En la codificación PCM se usa la codificación binaria, formada por dos niveles discretos ("1" y "0") como vemos en la columna 6 de la tabla 1. La necesidad de codificar los pulsos PAM presentes en la salida del circuito de muestreo se debe a dos hechos: 1º) Si los pulsos fueran trasmitidos en la forma original, las diferentes am-

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Figura 10

Tabla 1



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plitudes serían fuertemente atenuadas debido a la distorsión provocada por los medios de transmisión. 2º) El circuito de identificación/detección del lado de la recepción sería muy complejo, debiera reconocer las diferentes amplitudes de los pulsos PAM, que necesitan por lo menos 100 niveles para representar la señal de voz. Usando la codificación binaria, los códigos son representados por dos niveles discretos ("1" y "0"), lo que simplifica mucho el proyecto del decodificador. Además, los bits "1" y "0" no son afectados seriamente por la distorsión de la línea, pues el detector los verá como simples presencia y ausencia de nivel. La señal binaria formada por "1" y "0" se obtiene a partir de la codificación de los intervalos de cuantización y de la polaridad de los pulsos. Considerando que cada información es codificada por un bit, que asume dos valores ("1" y "0"), podemos tener 2n códigos posibles. En la codificación PCM se adoptó N=8 pues ése es el valor que mejor satisface el compromiso entre el ancho de los pulsos y la banda ocupada por los mismos. Codificación de los pulsos PAM en una palabra de 8 bits

Figura 11

Los pulsos PAM, antes de ser transmitidos, son codificados en una palabra con 8 bits como vemos en la figura 11. El primer bit es usado para codificar la polaridad del pulso, o sea, indica si el pulso codificado es negativo o positivo. Cuando el pulso a ser codificado está por encima del eje cero, el primer dígito es codificado como "1" y cuando el pulso está por debajo del eje cero, es codificado como "0" (tabla 1, col. 5). Los tres dígitos siguientes son usados para codificar los segmentos de recta, numerados de 1 a 7, como vemos en la figura 10. Como podemos ver, tenemos una tabla de 13 segmentos, siendo 6 los colocados en el 1º cuadrante, por lo tanto positivos, y 6 en el 3º cuadrante, por lo tanto negativos, además del Nº 1 que es común al 1º y 3º cuadrante al mismo tiempo. Para los efectos de la codificación, sólo serán codificados los 7 segmentos positivos o los 7 negativos, pues la polaridad del pulso PAM ya fue determinada por el 1º dígito. Los segmentos son codificados por su código binario correspondiente; por ejemplo, el segmento Nº 1 es codificado por el código binario 001, el segmento Nº 7 es codificado por el Código binario 111, el mismo es válido para los demás segmentos, como vemos en la tabla 1, columna 5. Los 4 dígitos restantes, o sea, los de Nº 5, 6, 7 y 8, son usados para codificar los niveles de cuantización dentro del segmento codificado por los dígitos 2, 3 y 4.


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La curva de cuantización (figura 10) está formada por 256 niveles de cuantización, siendo 128 positivos y 128 negativos, divididos en 13 segmentos. A su vez, cada segmento está compuesto por 16 niveles de cuantización, con excepción del primero que está formado por 64 niveles. Una vez que fue identificada la polaridad del pulso y el segmento en el cual el pulso está ubicado, no hay más necesidad de identificar el nivel entre los 256 niveles, sino sólo uno entre los 16 niveles del segmento en cuestión. Así, los 16 niveles de cada segmento numerados de 1 a 16, son codificados por los 4 dígitos restantes. Pero debido al hecho de que sólo disponemos de 4 dígitos para codificar 16 niveles, el número de bits no es suficiente, pues el número decimal 16, cuando es codificado en binario ocupa 5 dígitos, o sea (16)10 = (10.000)2. Para subsanar este inconveniente, se usa el siguiente procedimiento: el nivel Nº 1 dentro del segmento es considerado por convención como el número cero; siguiendo el mismo razonamiento, el nivel 16 pasa a ser el nivel 15; el segmento continúa teniendo 16 niveles, pero ahora, numerados del 0 al 15. Ahora los 16 niveles son codificados en binario, usando los 4 dígitos, como vemos en la figura 12-B3. En la figura 10, tenemos 6 pulsos PAM de entrada, con diferentes amplitudes, todos con amplitudes positivas, y en consecuencia todos ubicados encima del eje cero, parte positiva de la curva de los niveles de entrada. En nuestro ejemplo, el primer dígito de la codificación de los pulsos de la figura 10, será siempre "1". El pulso Nº 1, de baja amplitud, ubicado dentro del 1º segmento de la recta, tendrá su amplitud nivelada con el nivel de cuantización 11, del primer segmento, como vemos en la columna 4 de la tabla 1. Así el pulso Nº 1 es codificado dentro de la palabra de 8 dígitos (figu-

74

Figura 12



Y

FDM

ra 11) con el siguiente código binario: 1 - 001 - 1011. En la figura 12 tenemos un ejemplo de cómo se hace la codificación de los 16 niveles de cuantización dentro de un determinado intervalo, en este caso el del Nº 5. Como podemos ver en la figura 12, los niveles dentro de ese segmento comienzan en el nivel 81 y terminan en el nivel 96, con un total de 16 niveles. En la columna B1, tenemos la relación entre los niveles de cuantización numerados de 81 a 96 y los 16 niveles correspondientes, dentro del segmento en estudio. En la columna B3 de la figura 12 tenemos los 16 niveles numerados de 0 a 15 y en la columna B4 la codificación binaria correspondiente a esos 16 niveles. La codificación usada en la columna B4 es la misma de los 4 últimos bits de la palabra de 8 dígitos, como vemos en la figura 11. Todo el procedimiento visto en la figura 12 puede usarse en la codificación de los demás niveles dentro de cualquiera de los 7 segmentos. Lo expuesto arriba es válido tanto para pulsos positivos como negativos, lo que va a cambiar en términos de codificación es el valor binario atribuido al 1º dígito. Como vemos, el código de 8 bits transporta diversas informaciones referentes a la señal PAM codificada, así como polaridad, amplitud y posición dentro del segmento. Período y Velocidad de muestreo Considerando la frecuencia de muestreo como de 8.000Hz, el tiempo gastado para hacer un barrido completo de los 32 canales es de: 1 1 TA = ————— = ————— = 125µs fA 8000 Considerando que se gasta un tiempo para muestrear los 32 canales, el muestreo de cada canal tiene una duración de: TA 125µs TD = ————— = ————— = 3,9µs 32 32

Figura 13

Esto lo vemos en la figura 13. Se usó una frecuencia de muestreo f A = 8.000Hz para muestrear la señal analógica de cada canal; a su vez, cada muestra obtenida era codificada por un código de 8 bits. Así, para muestrear un canal telefónico se usa una frecuencia de muestreo de 8.000 x 8 = 64.000 bps


75


Y

FDM

= 64 kbps. Para muestrear los 32 canales que componen el sistema básico, o de 1º orden, se usa una velocidad de muestreo de 64 kbps x 32 = 2048 kbps = 2,048 Mbps. En la tabla 2 tenemos un resumen de los principales parámetros del sistema básico de 3.012 canales visto arriba. Multiplexación TDM de los canales telefónicos La multiplexación por división en el tiempo (TDM) es definida como el proceso que nos permite transmitir varios canales telefónicos a través del mismo medio de transmisión. Como vimos, el tiempo para muestrear los 32 canales es de 125ms, ya que cada muestra tiene una duración de 3,9µs, tiempo muy pequeño comparado al tiempo de 125µs, como vemos en la figura 13. En los intervalos entre retirar la 1º muestra de un canal dado y el retiro de la 2º muestra del mismo, son enviadas muestras de otros canales a ser transmitidos. Así, las palabras de código de 8 bits de diversos canales telefónicos son transmitidas en una secuencia cíclica a través del medio de transmisión. Entre dos palabras de código de un mismo canal son introducidas en secuencia palabras de código de otros canales, formando así una señal PCM, un tren de pulsos continuos. El circuito de muestreo o MULTIPLEXADOR, puede ser representado por una llave rotativa que hace un barrido completo a cada 125 µs. En la primera vuelta de la llave la misma retira la 1ªmuestra de los 32 canales; en la 2ª vuelta retira la 2ª muestra y esto se repite hasta completar el muestreo de los 32 canales. Las muestras retiradas de cada canal o cada vuelta de la llave son codificadas y transmitidas en la forma de un tren de pulsos.

76

Figura 14



Y

FDM

En la secuencia de la figura 14 tenemos un ejemplo de cómo ocurre la multiplexación en el tiempo, tomándose como ejemplo la multiplexación de 3 canales. En la figura 14a tenemos la señal analógica de los 3 canales muestreados en el tiempo. No debemos olvidar que los canales son muestreados a una velocidad de 8.000 muestras por segundo. En la figura 14b tenemos los pulsos PAM correspondientes a los 3 canales muestreados. Como podemos observar, las amplitudes de los pulsos representan la variación en el tiempo de las amplitudes de las señales analógicas vistas en la figura 14a. En la figura 14c tenemos los 3 canales multiplexados en el tiempo,donde los pulsos retirados de uno de los canales son intercalados entre los pulsos de los otros dos canales. El procedimiento descripto en la multiplexación de los 3 canales es válido para la multiplexación de los 32 canales; lo que cambiará en este caso es que vamos a tener más muestras viajando por la línea, siendo una colocada al lado de la otra, como vemos en la figura 14c. Las muestras de los 32 canales son codificadas por el orden de llegada en la entrada del circuito de codificación, en un código de 8 bits y los bits son transmitidos secuencialmente a través del medio de transmisión. Decodificación de las señales PCM

Figura 15

La decodificación de las señales PCM es el proceso inverso de la codificación; mientras la codificación convierte la señal analógica en muestras y éstas en un código de 8 bits, la decodificación, a partir de los 8 bits, convierte muestras y éstas en señal analógica. Primeramente los 32 canales, recibidos a través del medio de transmisión, son separados a través del circuito de demultiplexación; la señal codificada de cada canal es enviada a su respectivo circuito de decodificación. Las muestras codificadas recibidas son inicialmente convertidas en una señal PAM. Como vimos, las muestras codificadas transmitidas transportan consigo diversas informaciones, así como la polaridad de los pulsos, ubicación dentro del segmento, y del nivel dentro de ese segmento. Es a través de esas informaciones transpor-


77


Y

FDM

tadas que el circuito de decodificación del lado B recompondrá la señal PAM transmitida de A a B. Así, a partir de las muestras codificadas recibidas es que la señal analógica aplicada en la entrada del canal (lado A) es reconstituida en la salida. Los pulsos PAM recuperados en la salida presentan las mismas características que poseían antes de haber sido codificados, así como la amplitud y la variación en el tiempo. En la figura 15 tenemos un diagrama básico simplificado por un decodificador, formado por 2 bloques, usado en la recepción de señales codificadas en PCM. La señal PCM, codificada en una palabra de 8 bits, es aplicada a la entrada del decodificador, donde el tren de pulsos es transformado en una señal PAM en la salida, con el mismo formato de la señal PAM aplicada en la entrada del codificador. La señal analógica o señal de voz es reconstituida a partir de la señal PAM recuperada. Esta es aplicada al filtro pasabajas (FPB) con frecuencia de corte fc = 3,4kHz, dejando pasar sólo la frecuencia fundamental de la señal muestreada (0,3 a 3,4 kHz), donde la señal PAM es convertida en la señal analógica correspondiente. Como podemos observar, el filtro hace la función inversa del circuito de muestreo, convirtiendo a la señal PAM en analógica. Así, la señal de voz aplicada en la entrada del sistema PCM es recuperada en la salida. Formación de sistemas PCM de jerarquía superior El equipo PCM de primer orden tiene capacidad de multiplexar y transmitir como máximo 30 canales telefónicos con velocidad de muestreo de 2.048kbps. Cuando hay necesidad de transmitir a través del mismo medio de un número de canales superior a éste, los canales son agrupados a través de la multiplexación hasta conseguir el número de canales deseados. Para conseguir tal objetivo, se agrupan 4 sistemas de 1º orden para formar un sistema de 2º orden con capacidad máxima de 120 canales y una velocidad de muestreo de 8.448 kbps; el mismo es válido para los demás sistemas (tabla 2). Como vemos, 4 sistemas de orden inferior son agrupados para formar un sistema de orden inmediatamente superior. A través del agrupamiento sucesivo podemos llegar hasta sistemas de 5º orden con capacidad máxima de 120 canales y una velocidad de

78



Y

FDM

muestreo de 8.448 kbps; el mismo es válido para los demás sistemas (tabla 3). Como vemos, 4 sistemas de orden inferior son agrupados para formar un sistema de orden inmediatamente superior. A través del agrupamiento sucesivo podemos llegar hasta sistemas de 5º orden con capacidad de 7.680 canales telefónicos, codificados en PCM, siendo ésta la capacidad máxima conseguida actualmente.

FDM: Sistema Multiplex por División de Frecuencia Consiste en modular la información de cada canal por medio de portadoras de distintas frecuencias, sumar la información resultante y enviarla por un mismo vínculo de comunicaciones, según se representa gráficamente en la figura 16. Supongamos que vamos a multiplexar dos canales con portadoras P1 y P2 respectivamente; a la salida de uno tendremos la información de cada canal en doble banda lateral, luego por medio de sendos filtros rescatamos la banda lateral superior y las sumas para transmitirlas por un mismo vínculo. Si las portadoras están lo suficientemente separadas no habrá superFigura 16 posición de la información transMODULADORES DEMODULADORES mitida. ABONADO El resultado lo vemos en la figura 17. Normalmente la banda fónica va VINCULO DE COMUNICACIONES desde 300 hasta 3.400Hz, por lo tanto puede quedar libre la banda entre 0 y 300Hz y la banda entre 3.400 y 4.000Hz. Por lo tanto, co-


79


Y

FDM

SEÑAL 1 CANAL DE COMUNICACIONES OSC. 1

P1

MOD. 1

FILTRO

AMPLIF. RF

+ OSC. 2

P2

MOD 2

FILTRO

SEÑAL 2

mo información se envían las señales necesarias entre 300 y 3.400Hz tal como se ve en la figura 18. El ancho de banda del vínculo de comunicaciones determina la cantidad máA xima de canales que se pueden transmitir por él.

Figura 17

SINCRONISMO

FDM a 4 hilos BANDA FONICA

Se denomina FDM al sistema Multiplex por División de Frecuencia. 300 3400 Antes que nada, digamos que el abonado posee dos hilos. Un híbrido separa TX-Rx (transmisión de recepción). Hecho esto se modula Tx y Rx de cada canal con igual portadora y se efectúa la comunicación con idénticas frecuencias por medio de un vínculo formado por 4 hilos reales (fi-

F

Figura 18 Figura 19

f1 - f2 HIBRIDO

ABONADO

f1 - f2

MODULADOR

80

DEMODULADOR



Y

FDM

FILTRO PASABANDA

1 4kHz

56

60

1

64 60

fp1= 60kHz

1 64

60

2 64

68

ACOPLADOR MODULADOR

2 FILTRO PASABANDA

4kHz 60

64

68

2 60

64

fp2= 64kHz

Figura 20

gura 19). En la figura 20 se expresa cómo se conforman las señales en un sistema FMD. En este tipo de sistema, cada canal telefónico se modula en un modulador balanceado con portadoras diferentes y se transmite en BLU. Todos los canales toman BLS o BlI con una separación de 4kHz por cada canal. La portadora de cada modulador debe estar separada en 4kHz. Para entender mejor esto supongamos que quiero Tx dos canales telefónicos por FDM para lo que uso dos portadoras P1-P2. A la salida de cada modulador coloco dos filtros pasabanda para tener BLI o BLS. La salida de estos filtros es la entrada de un acoplador que enviará las dos informaciones por un solo vínculo de Tx. En el diagrama de la figura 20, los canales se modulan en amplitud y aquí se observa que las P1 y P2 están separadas a 4kHz. NO HAY Tx DE PORTADORA, pero sí señales de sincronismo y señalización junto al paquete transmitido.

Figura 21 HIBRIDO

Tx

BALANCE

Rx


Conexión Interna de un Híbrido En el esquema de la figura 21 se ve que al ingresar por Tx parte de la señal va al abonado y parte para el balance. En Rx hay dos señales iguales y opuestas, por lo cual se anulan; es decir, por Rx no hay señal.

81


Y

FDM

Para transmitir varios canales por FDM se forman grupos de canales. Por ejemplo: el grupo más pequeño llamado "Grupo básico" se compone de 12 canales. Formación del Grupo Básico (GBP) Consiste en multiplexar 12 canales. Hay dos técnicas: a) En la banda de 12kHz a 60kHz Se transmite BLS. b) En la banda de 60kHz a 108kHz Se transmite BLI. La técnica más usada es la "B" y para formarla se usan tres sistemas: a) Modulación Directa b) Modulación por Pre-grupo. c) Premodulación

Figura 22

Con el objeto de normalizar los equipos que permiten multiplexación de canales, el CCITT (Comité Consultivo Internacional de 1 1 Telegrafía y Telecomunicaciones) establece 2 normas que rigen dicha 2 información. Se denomina GBP a 3 3 la agrupación de 12 canales telefónicos, uno a continuación del otro, separados en frecuencias que ocupan un ancho de 11 11 banda de 48kHz. FILTRO QUE DEJA PASAR 104 A 108 kHz

0

108

4kHz

fp= 108kHz

104

0

4kHz

0

4kHz

fp= 104kHz

100

0

fp= 100kHz

4kHz

ACOPLADOR

fp= 68kHz

12

Modulación Directa Cada uno de los 12 canales se modulan con una portadora distinta en un modulador balanceado, se filtra la BLS y por medio de un acopla-

82

12 0

4kHz

12 60

11 64

2 100

fp= 64kHz

10 68

9 72

8 76

7 80

6 84

5 88

4 92

3 96

100

1 104

108


SISTEMAS MULTIPLEX - PCM A 1 96

Figura 23

100

Y

FDM

dor se obtienen las 12 bandas laterales inferiores que forman el GBP en la banda de 60 a 108kHz. Se llama "gaveta de canal" al lugar físico que agrupa los circuitos de modulación y filtrado de cada canal. 1 El inconveniente de este sistema es que al ser las 12 104 f (kHz) gavetas distintas, necesita mayor cantidad de repuestos para solucionar posibles averías. Las gavetas no son intercambiables. Presenta la ventaja de poseer una sola modulación, por lo cual se obtiene una buena relación señal/ruido (Figura 22). Cada canal se modula con distintas portadoras: El canal 12 El canal 11 El canal 10 El canal 1

con F.P. 64kHz con F.P. 68kHz con F.P. 72kHz con F.P. 108kHz

donde F.P. = frecuencia portadora Se toma BLI y se envían los 12 canales por el mismo vínculo. La figura 23 muestra la señal a la salida del modulador del canal 3. La portadora está suprimida. Modulación por Pre-grupo Cada canal telefónico se modula dos veces para obtener el grupo básico primario. En una primera modulación se forman cuatro pregrupos de 3 canales cada uno, que ocupan la banda de 12 a 24kHz. Para ello los canales 1, 4, 7 y 10 se modulan con portadora de 12kHz. Los canales 2, 5, 8 y 1 se modulan con portadora de 16kHz. Finalmente 3, 6, 9 y 12 se modulan con portadora de 20kHz. En una segunda modulación cada pregrupo, formado por las BLS de los 12 canales, se vuelve a modular pero ahora con portadoras distintas. El pregrupo Nº 1 se modula con una portadora de 120kHz. El pregrupo Nº 2 se modulacon una portadora de 108kHz. El pregrupo Nº 3 se modula con una portadora de 96kHz. El pregrupo Nº 4 se modula con una portadora de 84kHz. Se toma BLI y por medio de un acoplador se obtienen los 12 canales en la banda de 60 a 108kHz. La figura 24 representa este sistema. La ventaja de este sistema es que necesitamos menor cantidad de repuestos porque en la primera modulación hay gavetas de canal que son intercambiables. Además los filtros son más sencillos. La desventaja es que al tener


83


Y

FDM Figura 24

12kHz

1

20kHz

+ 1

12kHz

2

16kHz

2

3

GRUPO 1

+

+ 16kHz

fp= 120kHz

3

+ 20kHz 12kHz

16kHz

20kHz

+ 4

4

fp=12kHz

5

6

+

+ 5

GRUPO 2

fp=16kHz fp= 108kHz ACOPLADOR

6

+ fp=20kHz 12kHz

7

20kHz

+ 7

fp=12kHz

8

16kHz

8

9

GRUPO 3

+

+ fp=16kHz

fp= 96kHz

9

+ fp=20kHz 12kHz

10

10

fp=12kHz

11

16kHz

20kHz

+ 11

12

GRUPO 4

+

+ fp=16kHz

fp= 84kHz

12

+ fp=20kHz MODULADOR

12 60

84

11

FILTRO

10

9 72

8

7

6 84

5

4

3 96

2

1 108



+

1 0

4

4

24

28

fp = 24kHz

20

24

28

24

24

24

28

24

20

24

28

24

+ 4

+

+ fp = 124

28

+

12 fp = 24kHz

fp = 128

28

3 20

fp = 132

28

2

fp = 24kHz

4

12 0

20

+

3 0

fp = 24kHz

FDM

+

1

+

2 0

Y

fp = 88 28

dos modulaciones se introduce más ruido, la relación S/N empeora, lo que obliga al diseño más cuidadoso de los moduladores y amplificadores. Sistema de Premodulación

En este caso, cada canal también se modula dos veces con el objeto de poder intercambiar las gavetas de todos los canales entre sí, adeLOS VALORES DE 1 1 FRECUENCIAS PORTADORAS más se necesitan filtros de diseños más EN ESTE CASO SON: 104 108 156 160 sencillos. En la primera modulación, todos 88kHz - 92kHz - 96kHz - 100kHz 104kHz - 108kHz - 112kHz - 116kHz los canales se modulan con una portadora 120kHz - 124kHz - 128kHz - 132kHz de 24kHz y se filtra la BLI (figura 25); en 2 2 la segunda modulación cada canal trasla100 104 dado en frecuencia se modula con una portadora en frecuencia distinta, de forma 12 12 tal que cada canal se ubica en el lugar co60 64 112 116 rrespondiente dentro de la banda asignada en el grupo básico primario (figura 26) toFigura 26 mando BLI. Como para cada esquema estamos empleando distintos A - PASABAJO símbolos, veamos la repreB - PASA ALTO C - RECHAZA BANDA sentación común de los filD - PASABANDA tros más usuales en la figura A B C D 27. Luego de la segunda moFigura 27 dulación se acoplan los 12 canales y queda la distribución en frecuencia de la manera graficada en la figura 28, razón por la cual con un solo filFigura 28 tro pasabanda a la salida de dicho acoplador obtenemos el GBP sin necesidad de tener que colocar un filtro por cada GBP SE FILTRA canal. La ventaja principal de este sistema es que las 12 gavetas B.L.I. B.L.S. de canal (del pirmer módem) son intercambiables, lo que 60 108 112 160 implica menor cantidad de repuestos.

Figura 25


85

SISTEMAS MULTIPLEX - PCM En la actualidad y desde hace unos años, el sistema más usado es este último, aunque se siguen usando las tres técnicas. Los principales fabricantes de sistemas FDM son: Siemens, Weastone, Teletra y G.T.E.

Y

FDM

FILTRO IDEAL f2

f1 f1

f2

∆f

Figura 29

Q uizá los equipos de diseño más complicados en un sistema FDM sean los filtros que se deben colocar luego de una modulación. Los filtros reales de una atenuación máxima = 0 a una atenuación infinita abruptamente no se consiguen, su realización es imposible ya que existirá una desviación de frecuencia (∆f) cuya magnitud dará una idea de la complejidad del filtro (figura 29). Se define como distorsión porcentual del filtro a la relación:

1

1

∆ f = 0,6 f. máx.= 63,7 KHz ∆f 0,6 D % = ——— .100 = ——— . 100 % = 0,9 % f.máx. 63,7

Figura 30

∆f D% = ——— . 100% fmáx 12

12

Cuando D% es inferior al 1,5% es necesario el uso de filtros activos, lo que implica mayor costo del mis∆f mo. (Ver figura 29) f. máx.= 107.7 KHz 0,6 Para construir el GBP por el método de modulación D % = ——— . 100 % = 0,55 % 107.7 directa son necesarios 12 filtros distintos donde el filtro del canal 1 tendrá una D% ≈ 0,9% (figura 30); el peor Figura 31 caso se presentará para el canal Nº 12, que se modula con una portadora de 108kHz resultando un filtro cuya distorsión porcentual = 0,55% (figura 31) Para el método de pregrupo en la primera modulación se utilizan filtros más sencillos pues se modulan con portadoras de menor frecuencia, por ejemplo: los filtros de los canales 1, 4, 7, 10 tendrán una Figura 33 D% ≈ 3,8% tal como se mues24,6 120 KHz D % = ——— . 100 Figura 32 tra en la figura 107.7 f. máx.= 12,3 KHz 32. = 22.6 % 0,6 D % = ——— . 100 Para la se12,3 gunda modula≅ 3,8 ∆ f = 0,6 ción se utilizan 1 1 ∆ f = 24,6 portadoras de f. máx.= 107.7 KHz 84 a 120kHz y

86



FDM

Y

612KHz

612 KHz 1 60

10%

504

552

564 KHz CON UN FILTRO SE TOMA BLI

60

10% 516 KHz LUEGO DEL DEMODULADOR BALANCEADO TENEMOS

60

5

4

3

2

312 KHz

10%

1 552 KHz

468 KHz CON UN ACOPLADOR SE TIENE EL G.B.S. 60

10% 420

420 KHz 5 60

10%

312

360

SE MODULA CADA G.B.P. CON UNA PORTADORA

Figura 34

para la construcción del filtro existe una ∆f = 24,6kHz. El peor caso se presenta para el pregrupo Nº 1 (figura 33). Aquí se pueden utilizar filtros L.C. de simple cálculo de construcción. FDM de 60 Canales Consiste en agrupar 5 GBP uno a continuación del otro ocupando un BW (ancho de banda) de 240kHz. BW GBS = 5 . BW GBP = 5 . 48kHz = 240kHz Cuando los 60 canales se agrupan en la banda de 312kHz a 552kHz se los llama GBS (Grupo Básico Secundario) o SUPERGRUPO (SG). Para formar un SG se modulan los 5 GBP con portadoras distintas separadas cada 48kHz que van desde 420 a 612kHz según puede observarse en la figura 34. Luego de la modulación se toman las BLI de cada GBP modulado y se acoplan a un combinador de transmisión (Acoplador) a los fines de que no haya interacción entre los equipos y puedan mantenerse las impedancias constantes.


87


Y

FDM

FDM de 300 Canales Surge de ubicar 5 GBS separados cada 8kHz por una guardabanda ocupando un BW = 5 BW GBS + 4 GB, tal como se muestra en la figura 35.

60

60

60

60

60

812 KHz

2044 KHz

BW del GBT = 1200 + 32 = 1232kHz

GB = 8KHz

Cuando el sistema de 300 canales se ubica entre 812 y 2044kHz recibe el nombre de GRUPO BASICO TERCIARIO (GBT). Para la formación de este grupo se toman 5GBS, se los modula con una portadora distinta y luego con un simple filtro se separa BLI de cada GBS para formar con un acoplador el GBT. Entre cada grupo básico secundario se deja un espacio de 8kHz, sin enviar información, denominado guardabanda. Este espacio se deja a los fines de simplificar el diseño del filtro final (para que no exista solapamiento) Las frecuencias portadoras utilizadas para la modulación son:

Figura 35

f1 = 2356kHz f2 = 2108kHz f3 = 1860kHz f4 = 1612kHz f5 = 1364kHz

Figura 36

X 312

552

2356 KHz

1804

2044 2668 2356

2908

X 312

552

2108 KHz 2108

X 312

552

1860 KHz

1860

X 312

552

LUEGO DE CADA MODULACION HACE FALTA UN FILTRO, DESPUES SE ACOPLAN TODAS LAS BLI PARA SU TRANSMISION

1612 KHz 1612

X 312

552

1364 KHz

812

1052

1676

1916

1364

88



FDM

Analizando el diagrama de la figura 36 podemos verificar que es necesario colocar filtros parciales. En la figura 37 se ve que tomando BLI el GBT queda entre 812 y 2044kHz.

CON BLS

1676

Y

2908

Formación de Multiplex de 900 Canales

CON BLI

812 KHz

Consiste en modular con portadoras distintas 3 GBT. Con 3 filtros distintos, se toma BLI y por medio de un acoplador de transmisión se forma el grupo de 900 canales. Entre cada grupo básico terciario se deja un guardabanda = 88kHz, para simplificar el diseño de los filtros. El BW total del sistema es igual a 3872kHz y cuando ocupa la banda de 8516 a 12388kHz se lo llama GRUPO BASICO CUATERNARIO - GBC (figura 38). 2044 KHz

Figura 37

Sistema FDM de 2.700 Canales

Figura 38

Está formado por tres grupos de 900 canales, es el único sistema normalizado por el CCITT que debe constituirse para las frecuencias preestablecidas. Se ubica en la banda de 316kHz a 12.388kHz. El primer GBC se modula con una portadora igual a 12.704kHz (luego se lo filtra y se toma BLI). El segundo GBC se modula con una portadora igual a 16.720kHz (luego se lo filtra y se toma BLI). El tercer GBC se transmite como ésta. No se lo modula (vea la figura 39). F.P.B.

300

10560

F.P.B. 3

2

1

300 12388

8516 KHz

11880

F.P.B. BW = 3.B.W.G.B.T + 2 . Gu.b. 1232 . 3 + 2 . 88 3872 KHz

300

13200


89


Y

FDM

Un sistema de 2700 canales se transmite por un cable coaxil, cuyo 1 2 BW = 12MHz, 816 4188 4332 8204 utilizando radioenlace como 144 312 ruta alternativa. Un cable coaxil de 12MHz, necesita repetidoras cada 45 km, aproximadamente. Un cable coaxil de 4MHz (para 900 canales) necesita repetidoras cada 150 km.

3 8516

12388

Figura 39

Otros sistemas: a) FDM de 10.800 canales Se transmite únicamente por cable coaxil. El CCITT lo normalizó en 1983. b) FDM de 960 canales Antes de normalizarse el sistema de 2700 canales había países que agrupaban 16GBS de 60 a 4028kHz. El CCITT lo acepta como sistema de transmisión. En síntesis, podemos hacer una clasificación de los multiplex según su capacidad: Sistemas de baja capacidad Están formados por los MPX (multiplex) de: 3 canales 6 canales 12 canales 24 canales 60 canales MPX de media capacidad Están formados por los MPX de: 120 canales 240 canales 300 canales 600 canales MPX de alta capacidad Están formados por los MPX de: 900 canales 960 canales 5400 canales 10800 canales

2700 canales

De esta manera tenemos un panorama de cómo se efectúan comunicaciones de hasta 10.800 canales en forma simultánea por un solo vínculo.

90


PRINCIPIOS CAPITULO

DEL

RADIOENLACE

Principios del Radioenlace

4

Analizaremos el uso del Radioenlace en UHF, VHF y SHF, es decir, veremos propagación para alta frecuencia, donde se hace dicha transmisión en línea recta. Esta teoría sirve para frecuencias por debajo de 10GHz y es similar a propagación óptica (por encima de 100MHz). Por encima de 10GHz hay que agregarle otros parámetros, como atenuación por lluvia.

Atenuación de espacio libre (Ao) Es la atenuación entre dos antenas a una distancia dada en un medio homogéneo donde la señal no se ve afectada por algún medio externo (atenuación ideal, ver figura 1). La densidad de potencia debido a la antena 1 (densidad en un punto dado) será: PE W P1 = ——— = [———] 4πd2 m2

Fórmula 1

donde: PE = potencia de emisión de la antena. La potencia de RX (recepción) será la potencia P1 multiplicada por la superficie de la antena.

Figura 1

PE PR = ——— x S 4πd2

Fórmula 2 Si hacemos la relación:

Ao

ANTENA 2

ANTENA 1 ( P1) d

TIERRA


PR ——— << 1 PE

Fórmula 3

Quiere decir que recibimos menos que lo que emitimos; luego la atenuación en espacio libre será:

91

PRINCIPIOS

DEL

PR Ao = 10 log ——— PE

RADIOENLACE Fórmula 4

Pareciera que el espacio atenua la señal; pero no es así, lo que ocurre es que la antena receptora no capta todo lo que emite la Tx (transmisora), si hiciera una Tx (transmisión) bien directa; y tuviera una buena Rx; no habría atenuación. A ese fenómeno no se lo llama atenuación de espacio libre y es como si el espacio atenuara pero no es así. Haciendo todo un desarrollo se deducirá que: Ao = cte. + 20 log (fcia) + 20 log d.

Fórmula 5

La atenuación se duplica cada vez que aumenta la frecuencia. Por lo tanto, aumentar la distancia al doble implica atenuar sólo 3dB. (En un coaxil duplicar distancia implica duplicar atenuación) Todo lo dado es para 2 antenas isotrópicas. La corriente depende del factor 4π y las unidades usadas. Por ejemplo, si la frecuencia se expresa en MHz, la distancia en km, con una constante K = 32,4, Ao se expresa en dB. Si tuviéramos otras antenas, no isotrópicas, al término Ao se le debe restar la ganancia de las antenas: Ao = 32,4 + 20 log (fcia) + 20 log d - (G1 + G2) Fórmula 6 La potencia recibida será: PR = Pt - Ao + G1 + G2

Fórmula 7

donde: Pt = potencia Tx referida a una antena isotrópica. Si se quiere aumentar la potencia recibida se debe aumentar la potencia transmitida, o variar la frecuencia o variar la distancia, o cambiar la antena. Si hablamos de propagación en presencia de la tierra ahora en lugar del espacio libre pueden presentarse los siguientes fenómenos. 1) Difracción 2) Reflexión 3) Refracción 4) Absorción Luego cada fenómeno, introduce una nueva atenuación que se debe tener en cuenta en el cálculo del enlace.

92


PRINCIPIOS

DEL

RADIOENLACE PR = Pt - Ao - A + G1 + G2

REFRACCION

M3 M2 M1

TIERRA

Figura 2

Figura 3

Donde A depende de alguno o de todos los fenómenos mencionados y es mucho menor que Ao.

Refracción

Es un fenómeno que aparece debido a que el haz no se desplaza en un medio homogéneo sino que atraviesa distintas capas de ambientes DESVIACION diferentes que poseen condiciones desiguales FAVORABLE de temperatura, presión y humedad y dependen de la altura. Se presentan a muy baja altura y se los puede dividir en capas. Como se ve en la figura 2 el haz, al propaTIERRA garse, incide en alguna de estas capas y se desvía dependiendo del índice de refracción de la capa que depende de la temperatura; presión y humedad (m = índice de refracción). Produce una desviación del haz "no una disminución de energía". Esa desviación puede ser hacia el espacio o hacia la tierra. Si la desviación es favorable, como ya no se propaga en línea recta; el haz tiene mayor alcance, es decir tendremos un alcance radioeléctrico mayor que el alcance óptico. Lógicamente esta distancia no se podría cubrir si se propagara en línea recta (figura 3). Esta caracterísitca se aprovecha en el enlace, aunque las condiciones atmosféricas sean distintas. Hay una "atmósfera" estándar que es aquella que a lo largo del año se manifiesta en el 50% del tiempo. En todo nuestro país existe una atmósfera estándar, lo cual se aprovecha para reducir la altura de la antena. Esta atmósfera estándar se normalizó por el CCIRR y asegura que sus características permanecerán constantes en un 50% del tiempo. Para hacer el cálculo del Re (radioenlace) se tiene un perfil del terreno; luego se ubican las antenas y la altura de las mismas se calcula tomando una recta que las une pasando por el punto de mayor altura terrestre. Trabajando así, estaríamos obviando el hecho de las curvaturas del haz. Para lograr mayor distancia habría que hacer mejor curvas perfectamente en escala, lo cual resulta un procedimiento engorroso, por lo tanto, lo que se hace es modificar la curvatura real de la tierra y trabajar con mayor recta. Para ello lo que hacemos es aumentar el radio terrestre en un valor K, con lo cual al trabajar de la misma forma que an-


93

PRINCIPIOS

DEL

RADIOENLACE

tes tendremos mayor distancia cubierta. Ese valor de K, si la atmósfera es estándar será mayor que 1; y en nuestro país el valor de ese K (para nuestra atmósfera estándar) es 4/5 (figura 4). TIERRA El alcance máximo está dado por la curvatura terrestre. Además aparece la atmósfera superestándar o la atmósfera subestándar. La atmósfera súperestándar hace que el haz se curve aún más hacia la tierra y la subestándar hace que el haz se desvíe en forma contraria con lo cual K toma valores menores que 4/3. TIERRA Hay distintas atmósferas estándar y la única condición es que permanezca constante el 50% del tiempo. El valor crítico es K menor que 1 pero se llama subestándar cuando K es RADIO TERRESTRE PARA ATMOSFERA SUPERSTANDARD menor que 4/3. Entre 1< K < 4/3 no se favorece RADIO TERRESTRE PARA ATMOSFERA STANDARD demasiado la propagación (ver figura RADIO TERRESTRE PARA 5). ATMOSFERA SUBSTANDARD Luego de definir el tiempo de la atmósfera estándar debemos ver qué porcentaje de tiempo se manifiesta la súper y la subestándar. En nuestro país, el valor de K (como ya hemos mencionado) es de 0,8. Se comprueba que en el 99,9% del tiempo la atmósfera es de K = 4/5; luego, si construimos un RE con ese K mínimo aseguramos el enlace en un 99% del tiempo pero necesitamos mayor altura de antena (figura 6). Aquí trabajamos con papel modificado para operar con rayos rectos con el objeto de calcular la altura de la antena. El cálculo de Re (radioenlace) se hace para atmósfera estándar y luego se observa qué pasa para una atmósfera subestándar. Cuando el haz se curva no implica que se pierde toda la comunicación, pues siempre algo de señal llega (ya que Z = ALTURA MINIMA DE LA ANTENA el haz se abre al avanzar). Pero para el cálculo nosotros tomamos un papel de K = 4/3 donde se modifica el radio terrestre. Z d1 Observe la figura 7, luego: Z = altura mínima de la antena

94

EL ALCANCE MAXIMO ESTA DADO POR LA CURVATURA TERRESTRE

Figura 4 K MENOR QUE 4/3

K = 4/3

K MAYOR QUE 4/3

Figura 5 SE REQUIERE MAYOR ALTURA DE ANTENA

TIERRA

Figura 6

Figura 7 ∆Z

d2

K = 4/3

K = 4/5


PRINCIPIOS

DEL

RADIOENLACE

d1. d2 Z (4/3) = ——————— 2 K Ro

Fórmula 8

Se puede medir gráficamente según figura 7, pero si no tenemos papel de K = 4/3 lo hacemos analíticamente según la expresión anterior. (Puede ocurrir que d1 sea mayor que d2 dependiendo de dónde esté el obstáculo de mayor altura como edificios, montañas, etc.). Si varían las condiciones de propagación y pasamos a la subestándar tendremos otra altura de antena. Gráficamente se calcula en un papel K = 4/3 o analíticamente igual que antes. d1d2 Z (4/5) = ————— 2K(4/5)Ro

Fórmula 9

Luego: ∆Z = Z (4/5) - Z (4/3) = Conocido esto no hace falta tener un papel de K = 4/5; pues la variación de Z tiene una relación definida y sólo se trabaja con un papel K = 4/3. La altura de la antena será: H = Z (4/3) + ∆Z

Figura 8

h'1

Fórmula 10

Aseguraremos así el enlace durante el 99,9% del tiempo. Para atmósfera superestándar no se toma en cuenta nada porque las condiciones mejoran. El papel de perfil sólo tiene el perfil terrestre, pero el sistema de Re puede atravesar por ejemplo una zona montañosa; luego el perfil terrestre debe modificarse dibujando las alturas máximas. Para ello los militares tienen gráficos de altura máxima que unen las localidades, es decir, usamos esos gráficos y llevamos las alturas máximas al perfil (figura 8). Para calcular la antena; ubicamos el punto crítico del enlace; tomamos el 2 correspondiente, luego sumamos la altura del obstáculo y si calculamos para atmósh'2 fera subestándar, le sumamos la variación hob de Z correspondiente. H1 = Z + hob + ∆Z

hA

Z

hB


Fórmula 11

Pero puede ocurrir que donde ubica-

95

PRINCIPIOS

DEL

RADIOENLACE

mos la antena en cada localidad puede haber una saliente, entonces la aprovechamos y colocamos una antena de menor altura. Luego: h'1 = h1 - hA h'2 = h2 - hB

Difracción

DIFRACCION

Faltaría ver ahora cómo es el haz para saber qué parte del haz conviene considerar. El haz sale en forma directa pero se abre al propagarse; luego, cada vez que atravezamos un obstáculo ¿qué parte del haz pasa? y OBSTACULO ¿qué parte del haz absorbe el obstáculo? El fenóh'1 meno de diferenciación puede observarse en la figura 9. El que realizó este estudio fue Fresnell que dice que lo que ocurre en una muestra transmisora de Re es igual a los fenómenos DIFRACCION que sufre la luz. La antena al irradiar genera un frente de ondas. Fresnell divide al frente de ondas en diferenciales de onda que poseen focos secundarios; tal que la suma de todas esas superficies diferenciales irradian más energía FOCOS que el foco principal (fig. 10). h'1 SECUNDARIOS Luego el Rx no sabe si recibe del foco principal o de los diferenciales de foco (ds) porque le da lo mismo. Fresnell separó los focos de tal manera que la distancia que reconoce cada rayo saliente de los ds esté desfasada en media longitud de onda; tal que al llegar el frente de onda a la antena entre lo que llegó de un ds y el siguiente estén en contrafase (figura 11). La diferencia de ángulo (fase) entre un rayo y el siguiente será: 2π ø = ——— . δ λ donde: λ = longitud de onda δ = diferencia de camino recorrido

96

ds ds ds ds

Figura 9 FOCO PRINCIPAL

Figura 10

Figura 11

d+λ /2 d d - λ/2 d+λ λ/ d+ 2


PRINCIPIOS 4

DEL

RADIOENLACE λ d = d- (d +λλ /2) = —— 2 luego:

EN FASE

3 2 1 EN CONTRAFASE

CORTE

λ 2π ø = —— . —— = π λ 2

EN FASE

Figura 12

Q2

Q1/2

Entre el primer rayo y el tercero habrá una diferencia de fase de 180°, con lo cual están en fase nuevamente. Luego las zonas pares llegan en fase entre sí y las zonas impares llegan en fase entre sí pero entre unas y otras están en contrafase. Si le hacemos un corte a la esfera de propagación se tiene la figura 12. Q1 La zona 2 está en contrafase con la 1 y es de energía menor. Q3 La zona 3 está en fase con la primera pero en contrafase con la 2, si así sumamos todas las zonas tenemos la energía total (figura 13). Si la Rx captara todas las zonas recibiría energía igual:

Figura 13 Q1 2 Luego convendría captar solamente la zona 1 pero esto es imposible. Faltaría calcular ahora la zona de Fresnell. Se deduce que: n . d1 . d2 rf = 547 √ —————— = (metro) d.F

Fórmula 13

donde: d1 y d2 son las distancias a la antena del punto crítico. d = d1 + d2 (se indica en km). F se mide en MHz. El radio de la zona de Fresnell es máximo a mitad de camino de ambas antenas. La zona de Fresnell es una elipse de revolución y será mayor con aumento de cada zona (figura 14).


97

PRINCIPIOS

DEL

RADIOENLACE

Para calcular el radio de la zona 1 será n = 1 para el de la zona 2, n = 2. Viendo qué zona es la que dejamos pasar sabremos la energía que recibo, por ejemplo si dejamos pasar todo menos la zona 1, también la energía es a 1/2 pero en sentido contrario que si dejara pasar todo. Ahora, para calcular la altura de la antena debemos tener en cuenta las zonas de Fresnell como la muestra la figura 15 Para atmósfera subestándar será: H = Z + hob + rf + ∆Z

TIERRA

Figura 14 rf

Fórmula 14

hob

Ahora el obstáculo, si calculamos que deje pasar sólo zona 1, no dejaría pasar las demás zonas, pero como es una elipse, sí pasará lo que está por arriba de dicho obstáculo, pero de todos modos la energía recibida es mayor dado que se elimina una zona que se le restaba. Vista de frente, se tiene la figura 16. Cuando vimos que

Z

Figura 15 PRIMER ZONA OTRA ZONA QUE PASA PARCIALMENTE

PR = Pt - (Ao + A) + G1 + G2 (Fórmula 15) A depende de la cantidad de las demás zonas que no se pueden tapar, cuando sólo es deseable que pase la zona 1.

rf2

rf1

OBSTACULO

PARTE QUE SE ELIMINA

Figura 16

Absorción

Figura 17

Sólo afecta a frecuencias superiores a los 10GHz y es debido a las gotas de lluvia que absorben la señal. Se calcula mediante ábacos (tablas) en forma estadística en función de la lluvia caída. A frecuencias menores que 10 GHz la absorción es despreciable. En la fórmula de Pr aparecería un término de atenuación debido a la absorción pero que para los Re que calcularemos es despreciable (figura 17). Hay también fórmulas de cálculos que en general no se emplean.

98

ABSORCION

CANTIDAD DE AGUA CAIDA

λ


PRINCIPIOS

DEL

RADIOENLACE

Reflexión

DIRECTO DO

LEJA

Se produce porque todos los rayos no salen en forma recta sino que salen con un cierto ánTIERRA gulo, se reflejan en algún lado y también llegan a la antena (figura 18). Se puede determinar el punto de reflexión Figura 18 terrestre gráficamente y es importante. Para ello, invertimos una antena y las unimos con una línea recta, donde corta a la tierra tenemos ANGULO el punto de reflexión. DE FASE CTO Este punto es importante porque según DIRE REFLEJADO dónde esté la onda reflejada puede tener una RESULTANTE fase tal que se le sume o no al haz de incidencia directa. Figura 19 En el caso dibujado en la figura 19 lo reflejado está con fase similar a la señal directa y se tiene una resultante mayor, pero puede ocurrir que sea inversa y tenga una resultante pequeña. La diferencia de caminos recorrida se calcula: REF

2 x h1 x h2 δ = —————— d

Fórmula 16

donde: h1 y h2 son las alturas de las antenas, d es la distancia entre antenas. La fase será: 2π ø = —— . δ λ Pero aun ésta no es la fase de llegada al RX, sino que en el punto de reflexión se presenta una inversión de fase de 180° pero no se presenta el fenómeno de absorción si el ángulo de incidencia es menor que 1°. El rayo reflejado lo podemos escribir como: R = ρ . e-Jø

Fórmula 17

Mediante gráficos como el de la figura 20 se obtiene el módulo del rayo reflejado debido a la absorción. El ángulo de fase entre rayo directo y reflejado, debido a la inversión de fase es:


99

PRINCIPIOS α=π+ø

DEL

RADIOENLACE

Fórmula 18 FCIA.

Si el ángulo es menor que 1° (un grado) el rayo reflejado es igual al incidente pero con fase invertiδ=1 da. Para no tener problemas con todo esto se lo debe tapar por algún medio, una forma es que haya una montaña para que el haz reflejado rebote en la montaña y se esfume. Si hay una montaña, adoptamos la altura de la 5° 10° antena para variar el ángulo de reflexión de tal forma que el rayo rebote y se pierda. Lo más importante entonces es evitar la reflexión porque no hay con qué corregirla y puede ser un problema, ya que la atmósfera cambia instante a instante con lo cual la trayectoria entre antenas varía a cada rato y F1 la fase del rayo reflejado varía, con lo cual en un momento se sumará al directo y en el otro se restará y así se agrava la situación. La reflexión se puede presentar fácil en zonas de muchos ríos donde el agua hace de espejo. La "diversidad" es un método para mejorar la reflexión ya que no se la puede eliminar. La diversidad puede ser de espacio o de frecuencia. La diversidad de frecuencia: es un método por el cual se usa una sola antena y dos frecuencias Tx y Rx (figura 21). Las frecuencias se eligen de tal forma que cuando una señal de reflexión se resta, la otra se suma. (El haz F1 se refuerza y el F2 se anula, por ejemplo) F1 y F2 se calculan de tal forma que la diferencia de caminos es tal que un rayo reflejado se sume y el otro se reste, aunque habrá casos intermedios. Luego se elige el haz que llegue mejor. La diversidad de espacio. Se consigue variando la cantidad de antenas con un solo Tx y 2 Rx como muestra la figura 22. Ahora se usan dos antenas. La diferencia de caminos (entre antenas Rx o Tx) es tal que un rayo reflejado se sume y el otro se reste. Necesitaremos dos Rx enganchados uno con cada antena. Se usa más este método pero es más caro pues requiere mayor infraestructura de antenas y el uso de dos Rx. Con los datos vertidos hasta aquí, ya estamos en condiciones de interpretar un cálculo de Radioenlace.

100

∅

20°

Figura 20

F2

Figura 21

Figura 22

h2 h1


COMO FUNCIONA CAPITULO

5

LA

TELEFONIA CELULAR

Cómo Funciona la Te l e f o n í a C e l u l a r Introducción En la actualidad, es muy común encontrarse con personas que hablan por teléfono desde un aparato celular en el supermercado, en un estadio o caminando por la calle. El sistema que posibilita estas transmisiones se ha popularizado en Argentina hace menos de una década y tiene sus orígenes en el sistema móvil que ya se usaba en los Estados Unidos en 1921. Esta nota es el resultado del estudio de varios artículos publicados en diferentes revistas especializadas y de la bibliografía entregada por las empresas proveedoras del servicio de telefonía celular en nuestro país. Para una mejor comprensión del tema, comenzaremos por analizar el sistema tradicional que derivó en lo que hoy es la red telefónica celular y daremos datos cronológicos sobre el avance de este tipo de comunicaciones. En la década del 70 comenzó a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de Norte América, que permitía la comunicación entre abonados movilizados a bordo de diferentes automóviles, quienes también podían establecer comunicación entre abonados fijos de la red telefónica convencional (con tendido de cables). Para una mejor definición ITMS significa "Sistema de telefonía móvil mejorado" y es bastante similar al sistema de telefonía celular que hoy es ampliamente utilizado tanto en nuestro país como en el resto del mundo. Para una mejor comprensión, comenzaremos la explicación con el sistema de telefonía móvil que era empleado hace unos años para establecer comunicaciones entre abonados que poseían sus teléfonos en vehículos. En el sistema de telefonía fija se necesita un par de "hilos conductores" para conectar el teléfono al sistema. El patrón IMTS es similar, pero se utiliza un par de canales de radio para interconectar un terminal móvil a una red de telefonía móvil. Este patrón se fue adoptando a las necesidades de la época y en principio tenía las siguientes características: - se instalaba un transmisor potente en el centro del área a cubir, figura 1, en un lugar lo más alto posible para que la señal transmitida superase el ruido ambiental. - cada canal tenía una potencia irradiada alrededor de 200W, que alcanzaba una distancia de hasta 40 km y un número limitado de canales. La can-


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COMO FUNCIONA

LA

TELEFONIA CELULAR

tidad de abonados por canal estaba entre 25 y 50. La cuestión es que cada abonado contaba con un canal constante para la transmisión y otro para la recepción. A pesar de esto, el sistema completo estaba formado por algo más de 20 canales y tenía una capacidad máxima del orden de los 1.000 usuarios y servía a los propósitos por un tiempo razonable. En este sistema todos los usuarios se comunican con la red telefónica fija o entre sí por intermedio de una Estación Base de radiofrecuencia (EBRF o ERB), que tolera todos los equipos de radio, transmisión y control. La altura de la torre debe ser considerable, para que la señal alcance la mayor distancia posible y tape los ruidos de fondo que pudieran interferir mientras el usuario recepciona la señal. Como la potencia de transmisión también es alta, se necesitan equipos especiales. El abonado, mejor dicho, el telefono móvil tiene su transmisor/receptor alojado dentro del vehículo, que también posee alta potencia en las señales de transmisión, lo que exige equipo relativamente grande. La EBRF recibe la señal proveniente del teléfono móvil, decodifica esa señal y la vuelve a pasar a la central telefónica, así completa la conexión y queda como intermediaria entre los abonados. Por otra parte, la potencia elevada en el transmisor del abonado hace que la fuente de radiación sea altamente perjudicial, porque el teléfono se coloca junto al oído. Al principio las conexiones telefónicas caían con mucha frecuencia con el desplazamiento del abonado de una área hacia otra. El sistema tiene su área de cobertura directamente relacionada con la potencia irradiada por las antenas y la altura de la antena fija. En una área con muchos edificios altos, la calidad de la señal queda muy comprometida. Y en una región con pocos edificios altos y topografía sin accidentes, la señal llega con calidad aceptable. Por lo tanto, es necesario crear una Zona de Seguridad, tal como se muestra en la figura 2, la cual se ubica entre varios sistemas implantados que reutilizan las frecuencias disponibles en la faja. Esto se hace necesario para evitar interferencias entre las mismas frecuencias de dos sistemas que cubran una misma área. A pesar de las zonas de protección, solían ser muy frecuentes las interferencias de canales entre las Estaciones Móviles (EMs) que estaban muy próximas.

102

Figura 1

Figura 2


COMO FUNCIONA

Figura 3

LA

TELEFONIA CELULAR

Debe tener en cuenta que a partir de la década del 80 la demanda de este tipo de servicio aumentaba día a día y no había suficiente número de canales disponibles, razón por la cual se comenzó a pensar en diferentes alternativas que derivaron en el sistema celular actual. Tenga en cuenta que al comienzo en una extensa área de cobertura, se deben instalar varios transmisores para posibilitar el desplazamiento de abonados y aumentar el número de usuarios. Todos esos transmisores deben estar sincronizados para que no haya degradación de señal (vea la figura 3), pero esto no resuelve el problema del número limitado de usuarios en el área de cobertura, con lo cual también resulta limitado el número de quienes sacan beneficios del sistema.

Algunas Consideraciones Sobre el Sistema Celular Si bien el entendido en electrónica posee nociones básicas de telefonía, damos a continuación algunas apreciaciones que nos permitirán abordar el tema objeto de esta nota con mayor comodidad. Como primera medida, daremos un listado "cronológico" sobre cómo se fueron sucediendo los diferentes eventos que hicieron a las comunicaciones por RF: Cronología sobre las Comunicaciones por RF 1921 - El Departamento de Policía de Detroit transmitie órdenes a los policías mientras conducen los patrulleros. 1932 - La Policía Civil de la ciudad de Nueva York adopta la misma técnica que opera en la banda de onda corta de 2MHz. 1933 - La Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos autoriza la utilización de 4 canales en la banda de 30MHz a 40MHz, en forma experimental.


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COMO FUNCIONA

LA

TELEFONIA CELULAR

1945 - La empresa Bell desarrolla osciladores que alcanzan la banda de los 150MHz, frecuencia muy elevada para la época, y propone aplicarla en la telefonía móvil. 1946 - La empresa Bell emprende un servicio comercial de telefonía móvil en la banda de 35MHz y otro en la de 150MHz, este último con intervalo de 60kHz entre canales, con 6 canales de voz liberados para uso comercial. 1947 - Se inaugura un Sistema de Telefonía Móvil a lo largo de la ruta Nueva York-Boston, que opera en la banda de 35MHz a 44MHz. El método empleado era el "Simplex Push-to-Talk" y una telefonista lo auxiliaba, con un procedimiento poco utilizado por el asistente de teléfono común. Además el abonado tenía que conseguir una vía (canal) desocupada, antes de solicitar su llamada. Pese a los inconvenientes presentados, la demanda por este tipo de servicio era muy grande y la poca oferta originaba una larga lista de espera de los que pretendían usarlo. El sistema era sencillo, el abonado debía solicitar un canal a la operadora para que se haga la comunicación. Establecido el contacto, cada abonado podía hablar a su debido tiempo dado que se empleaba una sola portadora, de ahí que cada vez que un abonado terminaba la oración empleaba el término "cambio" que le indicaba al abonado remoto que podía oprimir su botón del micrófono para empezar a hablar. 1955 - Se crean nuevas técnicas y los circuitos electrónicos ya permiten la incorporación de nuevos canales de transmisión dentro de los ya existenes. Así, de 6 canales originales, se incorporan otros 5 canales, con intervalos de 30kHz entre unos y otros. 1956 - La técnica anterior se aplica en la banda de los 450MHz y el gobierno norteamericano autoriza la creación de 12 canales en ese sistema . 1964 - Se crea una nueva técnica, denominada de MJ, en la que se permite el mejor aprovechamiento del uso de los canales existentes y ya no se utiliza más el Push-to-Tolk (tener que apretar un botón para poder hablar), ahora el usuario puede entablar una comunicación sin pausa. 1969 - Extienden la automatización hasta la banda de los 450MHz (MTS o Mobile Telephone Service), bautizado como sistema MK. Estos dos sistemas, el MJ y el MK, fueron los precursores del IMTS (Improved Mobile Telephone System), estandarización adoptada hasta que surge el modelo AMPS. Presionado por el mercado y, lógicamente, por las empresas operadoras, el gobierno norteamericano pega un salto al vacío y libera la banda de los 75MHz en las operaciones de la telefonía fija, y la banda de los 40MHz en las operaciones de telefonía móvil. 1971 - La Bell acepta el desafío y presenta un trabajo que demuestra que puede lograrlo.

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COMO FUNCIONA

LA

TELEFONIA CELULAR

1974 - La FCC (Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos) reglamenta la operatividad de la banda, con pequeñas alteraciones. 1975 - La empresa Illinois Bell recibe autorización para operar el sistema recién adoptado. 1983 - Nace el sistema AMPS (Advanced Mobile Phone Service), con la implementación, en la ciudad de Chicago, del Sistema Celular, complemetamente diferente a todo lo desarrollado hasta entonces. Trunking Se llama "trunking" un conjunto de varios canales combinados, que ofrece automáticamente la estación móvil de cualquier canal que esté libre, para que origine o reciba llamadas. Con esta técnica se aprovechó mucho mejor el espectro de frecuencias y así aumentó la eficiencia del tráfico telefónico. El sistema funcionó bien en la década del setenta, tras la construcción de sintetizadores de frecuencia que sintonizaban varias frecuencias al mismo tiempo. Sistema Móvil Celular En enero de 1997, había aproximadamente 150 millones de abonados en telefonía celular en el mundo y se calcula que para el inicio del próximo siglo habrán unos 500 millones en todo el planeta. Con el surgimiento de la telefonía móvil celular se amplió considerablemente el número de usuarios, debido al tipo de técnica usada que ha permitido que la telefonía móvil se convierta en un producto de gran consumo. Como consecuencia del avance tecnológico, los aparatos celulares son cada día más pequeños y livianos, al mismo tiempo que mejoran los equipos y rinden más las baterías, son más baratos y tienen más autonomía de uso, sin contar que ofrecen los mismos tipos de servicios que la telefonía fija. Y algo más, se sabe que es mucho más fácil y barato implantar un sistema de telefonía celular que un sistema de telefonía fija tradicional, resulta más rápida y el usuario ve incrementados los beneficios. La solución para todos los problemas presentados en el sistema móvil convencional residen en la creación estructural de las celdas, que contienen transceptores que operan en potencia baja, en que poseen frecuencias distintas y consiguen capturar la señal de un abonado que esté dentro de su radio de acción. Surgió entonces el SMC (Sistema Móvil Celular), en el que son distribuidas celdas que contienen, cada una, un equipo de radio transmisor/receptor denominado EBRF (Estación Base de Radiofrecuencia), tal como se observa en la figura 4. Celdas Una celda es una área determinada que recibe la cobertura de una EBRF y que mantiene la calidad de transmisión y recepción dentro de


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COMO FUNCIONA

LA

TELEFONIA CELULAR

los estándares establecidos por el sistema. Para entender mejor el tema, imaginemos que el terreno que rodea la antena de la EBRF es todo plano y que no hay obstáculo alguno, el área abarcada por el transmisor será circular (figura 5). Sin embargo, en la práctica, no es así, porque tenemos edificos, desniveles, árboles, etc. y la situación se presenta diferente. Aparecen regiones donde la EM (Estación Móvil) no consigue captar la señal proveniente de la EBRF, llamadas Regiones de Sombra (figura 6). Como representación gráfica se adoptó el formato de un hexágono y los hexágonos agrupados uno al lado del otro tal como podemos observar en la figura 7. Existen celdas sectorizadas. En este tipo de celda, las antenas se montan de tal forma que tengan 3 sectores de actuación, o sea, la torre posee 3 grupos de antenas, cada una cubre 120 grados. En la figura 8 se describe la dirección de cada grupo de antenas. De esta forma, un grupo de antenas será responsable por el primer grupo de canales, otro lo será por el segundo y el último por el tercer grupo de canales, queda la EBRF como responsable por 3 sectores (figura 9). Pero no siempre funciona de esa forma, puede ocurrir que se quiera cubrir solamente una determinada área, ahí se utilizará, por ejemplo, un solo sector. Para cubrir una ciudad, por ejemplo, se aglomeran varias Figura 7 celdas.

106

Figura 4

Figura 5

Figura 6


COMO FUNCIONA

LA

TELEFONIA CELULAR Figura 9

Figura 8

Figura 11

Figura 12

Figura 10

Cluster La cantidad total de los canales que la banda de frecuencias requiere se distribuye entre varias celdas. A ese aglomerado de celdas se le da el nombre de cluster, que puede ser de distintos tipos o patrones de reutilización, a saber: K = 3 (figura 10), K = 4 (figura 11), K = 7 (figura 12), etc. Hand-off Término usado cuando el canal de voz de una EM es desviado hacia otro canal, mientras dura el movimiento de esa EM, efecto controlado por la CCC. Esto ocurre en el momento en que hay degradación en la señal enviada por la EM a EBRF, en las siguientes situaciones: 1 - Cuando la EM sale de los límites de la celda/sector, o la señal queda debajo de la CCC, como constantemente está midiendo esa señal, conmuta la EM hacia otro canal perteneciente a la nueva celda/sector, con niveles más altos para la comunicación. En esta situación el hand-off puede ocurrir entre sectores (figura 13), entre células (figura 14) y entre sistemas (figura 15). 2 - Cuando hay degradación en la RSR (Relación Señal/Ruido); o sea: el ruido continuo en el canal de voz es mayor que la señal de referencia emitida.

Figura 13


Roaming Término que significa desplazarse e indica la utilización de una llamada telefónica celular móvil, en una CCC que no es la original del abonado celular móvil. En otras palabras, es cuando un abonado móvil

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COMO FUNCIONA

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utiliza una CCC que no es la propia, en la que está debidamente registrado para efectuar y para recibir una llamada telefónica. Es como si el abonado alquilara un canal de la CCC visitada y se lo llama "visitante". La CCC visitada recibirá el anuncio de llegada del visitante a través del roaming automático; es decir: el aparato celular manda una señal hacia la CCC de alquiler y ésta le devuelve, a través del canal de control, la identificación del área visitada y en el display del ROAM aparece el mensaje. Ya reconocido el visitante, al solicitar o recibir una llamada, la CCC visitada entra en contacto con la CCC de registro del abonado (figura 16) y obtiene su archivo de abonado, que contiene informaciones personales, como ESN (Electronic Serial Number), el número de serie del aparato celular, que fue grabado por el fabricante, la categoría del abonado, etc. Ese reconocimiento se hace con el número telefónico del visitante, y las dos CCC son conectadas mediante un canal apropiado para el intercambio de informaciones. Roaming no automático Hay regiones donde la validez del roaming debe hacerse manualmente, esto es: el abonado debe entrar en contacto con la central de atención celular de la compañía telefónica local y solicitar una pre-autorización.

TELEFONIA CELULAR

Figura 14

Figura 15 Figura 16

Roaming nacional Si el visitante, por ejemplo, oriundo de Buenos Aires está en Córdoba y desea hacer una comunicación local

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en esta ciudad, necesita antes discar el código DDD de esta localidad, tal como lo haría un DDD en Buenos Aires que también debiera discar el DDD antes.

El Sistema Móvil Celular Figura 17

Un sistema móvil celular (SMC) básicamente está formado por 3 partes: Estación Base de Radiofrecuencia (EBRF), Central de Conmutación y Control (CCC) y Estación Móvil (EM. El SMC y las conexiones se muestran en la figura 17. La EBRF Es una interface entre la

Figura 18

CCC y las EMs; sus funciones básicas son: - para datos: convierte la señalización propietaria que la une a CCC en el protocolo AMPS entre EBRF y EMs. - para voz: convierte las señales digitalizadas de voz que transitan en los enlaces entre CCC y EBRF, en señales analógicas para la transmisión FM entre EBRF y EMs. - para supervisión de canal de radio: monitorea los canales de voz en conversación para comparar la intensidad RF de la señal y la RSR de la señal de voz, que indica a la CCC cuando los valores medidos están fuera de las especificaciones, para que ésta aplique los procedimientos de Handoff. La EBRF, figura 18, puede conectarse a la CCC en forma analógica o digital. Si es conectada en forma analógica, los datos se transmiten vía MODEM a una velocidad de hasta 9,6kbit/s, considerada muy lenta; por lo tanto, la preferida es la forma digital, que consigue transmitir a una tasa de 64 kbps (64.000 bits por segundo).


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La cantidad de canales de voz que puede tener una EBRF varía conforme el modelo, pero tienen una media de 128 canales de voz. Las EBRFs generalmente se instalan en lugares altos dentro del centro geométrico del área a cubrir, en montañas si es zona rural, con su potencia de transmisión controlada para que no interfieran las celdas vecinas. Las celdas de una misma EBRF trabajan con frecuencias de transmisión diferentes y el agregado de grupos de celdas se hace de forma que nunca haya coincidencia de frecuencia en la proximidad. Todas las EBRFs tienen sus controladoras (CSC). Su función es recibir los datos y la voz de las unidades de canales y enviarlos a la CCC, a través de un enlace exclusivo EBRF - CCC. En dirección opuesta, recibe los datos y la voz de la CCC a través de un enlace de comunicación CCC - EBRF y los envía hacia la unidad del canal o control correspondiente. Central de conmutación y control (CCC) La CCC es una central telefónica automática del tipo CPA (central de programa almacenado), que tiene las mismas funciones que una central de la red fija, pero con software apropiado para SMC. Como se trata de una central telefónica que tiene que monitorear las EMs, que se desplazan entre las celdas, controlar sus EBRFs y hacer todo el procesamiento de las informaciones, contiene equipamiento adicional. Una CCC ejecuta muchas funciones además de las conexiones telefónicas: - administración de todo el sistema - análisis estadístico del tráfico telefónico - habilitación de servicio y tarifación - supervisión de las EBRFs y de los canales de radio correspondientes - testeo y localización de fallas en el sistema - análisis de los datos de las EMs y control de funciones La CCC se comunica con las EBRFs por líneas telefónicas o líneas de datos privados, en que se emplean canales de PCM (Modulación

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Figura 19


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por Código de Pulso), fibras ópticas o radiofrecuencia digitales. Vea en la figura 19 un esquema simplificado del enlace CCC - EBRF donde: GCR - Grupo de Canales de Radio (voz y control) CSC - Controladora de EBRF ID - Interface Digital La CCC mantiene una constante comunicación con los componentes del sistema; en el caso de los datos esto sucede en los siguientes casos: a) Cuando la CCC origina un mensaje para una EM que será enviado en el canal de control o en el canal de voz. b) Cuando la CCC recibe un mensaje de la EM. c) Cuando la CCC recibe un pedido de la EBRF como, por ejemplo, un pedido de "handoff". d) Cuando la CCC envía un mensaje hacia la EBRF como, por ejemplo, pedido de los resultados de las mediciones en un proceso de handoff. e) Cuando la CCC recibe un mensaje de alarma debido a una falla en la parte de radio. f) Cuando un alarma externo se activa, por la acción de un intruso en la EBRF, incendio, etc. (por lo tanto, aquí va un aviso para quien intente penetrar una EBRF, sin invitación: el dispositivo detecta la presencia de persona no grata, dispara la alarma en la CCC e, inmediatamente, se acciona la seguridad). g) Cuando alguna rutina de manutención deba ejecutarse, como por ejemplo, testeo de los procesadores, carga de las unidades de canal a partir del bando de memoria en la CCC, etc. Estación móvil (EM) La EM es el usuario con la correspondiente terminal móvil (teléfono celular), terminal ésta que está formada por un transceptor, una unidad de control y una antena. Actualmente existe infinidad de modelos en el mercado, con varias funciones incorporadas. Sin embargo, existen algunas funciones que son comunes a todos los aparatos, a saber: - teclado para escritura del número a llamar y acceso a las funciones de servicios especiales - discado con el auricular en la posición de reposo - discado abreviado - rediscado del último número llamado - autobloqueo, se trata de una llave o código que impide el uso del aparato por personas no autorizadas, a menos que se ingrese una seña - los dígitos tecleados aparecen en el visor - visor que indique las funciones: out of service (fuera de servicio) roamer (inspección)


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in use (en uso) lock (indica que el aparato está bloqueado) Y existen las funciones optativas: - parlante externo - capacidad de enviar dígitos durante una conversación - modo "manos libres" - indicación de tiempo transcurrido - indicación del número llamador - extensión hasta el otro asiento del vehículo - modo scrambler para desembarullar las señales de voz. Las EMs son de estos tipos: portátil, vehicular o transportable. El tipo vehicular de EM se usa exclusivamente en vehículos, su formato y peso son apropiados para esto, y por el momento es imposible su utilización en otros casos, porque la potencia que irradia está alrededor de los 3W. Tiene un alcance mayor que el del portátil y algunos accesorios que facilitan la vida del usuario. Por su pequeña dimensión y peso reducido el equipo portátil es apropiado para llevar en bolsos o puesto a la cintura del usuario. Su autonomía es de algunas horas y debe recargase la batería en cuanto la señal debilitada se presente en el aparato.

Establecimiento de una Comunicación A partir del momento en que un abonado móvil establece una comunicación con un abonado fijo, la conversación será transmitida vía radio entre la EM y la EBRF más próxima. Luego la llamada se encamina hacia una CCC y desde allí hacia una RTPC (Red Telefónica Pública de Conmutación), desde la que es llamado el abonado fijo, figura 20. Debido al desplazamiento de las EMs, surgen algunos defectos dentro del área de cobertura del sistema. Es evidente que la antena del equipo móvil queda a una altura de aproximadamente 1,5 m del suelo y que muchos obstáculos se cruzan en el trayecto de la onda que conecta la EM y la EBRF. La compresión de la onda portadora tiene 33 cm por vuelta, medida bastante menor que la de los obstáculos con que al chocar en el camino, produce ondas reflejas. Además con el movimiento constante de la EM, la variación de la señal es muy acentuada.

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Figura 20


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Mantenimiento y Reparación de los Teléfonos Introducción Los instrumentos que normalmente se requieren para el mantenimiento y la reparación de los aparatos telefónicos son los siguientes: multímetro digital, osciloscopio, fuentes reguladas, un simulador de línea telefónica (más adelante se sugiere un circuito para que usted lo construya) y todas las herramientas básicas de un banco de trabajo, como destrornilladores, soldador, etc. Adicionalmente, es necesario disponer de la información de cada aparato, como su manual de servicio o, por lo menos, el diagrama esquemático (en el caso de teléfonos inalámbricos, es necesario contar con la información tanto de la unidad base como de la unidad remota) para rastrear las distintas señales involucradas, desde su generación hasta su punto de destino.

Mantenimiento de Teléfonos Electrónicos

Figura 1

El diagnóstico de un teléfono convencional es muy fácil, pues su estructura interna es relativamente simple. Como primer paso, cuando reciba para reparar un teléfono de este tipo, conéctelo a una caja vacía (figura 1) y mida la resistencia entre las terminales con el auricular colgado; al respecto, debe existir un valor de casi infinito (debido al condensador en serie con el detector de llamada). Sin embargo, al momento de descolgar la bocina, esta tensión debe reducirse a un nivel inferior a 5kΩ, lo que vendría a demostrar que, por lo menos, no existen cortocircuitos internos o bobinas abiertas. Para probar si el teléfono "da tono", conéctelo a la línea y levante el auricular; en caso de que se escuche el tono correspondiente, pruebe marcando algún número conocido (el 103 de la hora es una buena opción inicial). Y si en su zona, la línea acepta el marcado por tonos, pruebe ambos métodos


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de marcado (es decir, tonos y pulsos); en caso contrario, al menos verifique que en el modo de tonos al presionar las teclas se escuchen claramente una serie de "sonidos" muy definidos y claros. Si usted posee dos líneas telefónicas podrá chequear el aparato sin problema, simplemente conéctelo a una de ellas y llame desde la otra y viceversa. Sin embargo, si únicamente dispone de una línea, es posible probar la comunicación de teléfono a teléfono, deberá construir un sencillo simulador de línea como el que se muestra en la figura 2. Observe que tan sólo se trata de una fuente de poder de 20V, la cual tiene conectadas varias resistencias cuidadosamente calculadas para simular los voltajes tanto de teléfono colgado como de teléfono descolgado, de tal forma que si se conecta un aparato a cada extremo, será posible establecer comunicación entre ellos, hablará por uno y recibirá el mensaje por el otro. No obstante, si la reparación de teléfonos electrónicos constituye una fuente importante de ingresos para su local de service, lo más recomendadble es adquirir un probador telefónico profesional (figura 3), aunque éste es un equipo costoso y no siempre se justifica su compra, sobre todo si puede suplirlo con circuitos construidos por usted mismo. En caso de detectar algún problema, para determinar su origen puede dividir los circui-

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Figura 2 Figura 3

Figura 4


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tos del teléfono en 4 grandes bloques que se pueden diagnosticar por separado: campanilla (chicharra), marcado, envío de voz y recepción de voz (figura 4). Diagnóstico de la Campanilla Si la campanilla no suena o su sonido es muy apagado, lo primero que debe revisar es la posición del switch ringer, pues en ocasiones llega a cambiarse inadvertidamente su posición. Si ésta no es la causa del problema, verifique entonces que el zumbador esté correctamente soldado, que no haya placas rotas o circuitos abiertos; revise también el estado de los condensadores electrolíticos y de cada zéner de apoyo y, en general, rastree con multímetro y osciloscopio el trayecto de la oscilación de llamada hasta el zumbador, para detectar en cuál punto se pierde (recuerde que la señal de llamada es un voltaje de unos 160Vpp, por lo que debe tomar las precauciones correspondientes al revisar su trayecto). Diagnóstico del Circuito de Marcado

Figura 5

El circuito de marcado por lo general está basado en un integrado sencillo, el cual se conecta por un lado al teclado y por el otro a un transistor de switcheo o a un relé (para el caso de marcado por pulsos), y a un circuito amplificador de audio (para el marcado por tonos). En este caso, verifique que los switches efectivamente envíen su señal al IC, pues en ocasiones el usuario ha derramado café u otro líquido sobre el aparato, lo que provoca falsos contactos o teclas inoperantes (figura 5); inclusive, hay casos en que por el simple uso, los interruptores ya no funcionan, avería que se soluciona con la sustitución o reparación. Diagnóstico de los Circuitos de Envío de Voz Los circuitos de envío de voz por lo general son muy sencillos: un micrófono y algunos elementos amplificadores (transistores o un IC). En caso de que la voz del usuario no llegue al interlocutor, debe revisar el proceso de amplificación y el estado del micrófono mismo, así como el estado del transformador híbrido.


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Diagnóstico de los Circuitos de Recepción de Voz Finalmente, los circuitos de recepción de voz casi se limitan a un transformador acoplador y a un parlante de alta impedancia. Chequee la continuidad de este dispositivo y la del transformador y pruebe la operación de ambos: conecte el teléfono a la línea o al simulador, levante el auricular y hable por el micrófono, lo que debe escucharse claramente en la propia bocina gracias a la realimentación interna de estos circuitos. Como puede advertir, el diagnóstico de un teléfono electrónico sencillo es muy simple y siempre nos queda el estímulo de que si el problema es grave, estos aparatos suelen ser relativamente económicos, por lo que un reemplazo puede ser lo más conveniente.

Mantenimiento de Contestadores Telefónicos Para el diagnóstico y reparación de contestadores telefónicos, es necesario disponer de dos líneas telefónicas o solicitar a una persona que desde un teléfono externo efectúe varias llamadas y deje respectivos mensajes. En estos aparatos, los bloques funcionales que encontramos son los siguientes: fuente de poder, sistema de control, detector de señal de llamada, circuitos de grabación de mensaje de salida, circuitos de reproducción de mensaje de salida, circuitos de grabación de mensaje de entrada y mecanismo/s. (figura 6). Fuente de Alimentación Los contestadores requieren múltiples circuitos, por lo que resulta imposible que la misma línea telefónica les proporcione la energía necesaria para su operación. Es por ello que debe incluirse una fuente de poder que suministre las tensiones suficientes para alimentar los distintos bloques. Por obvias razones, éste es el primer punto que debemos revisar al momento de diagnosticar un contestador con problemas. Al respecto, conviene mencionar que existen dos tipos principales de fuentes: internas y externas. En el primer caso, dentro del mismo contestador se incluye un transformador, un puente rectficador, un filtro, regulador/es, etc. (figura 7).

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Figura 6


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Figura 7

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En el segundo caso, se trata simplemente de un eliminador que proporciona una tensión directa al aparato; en su interior solo se incluyen los reguladores necesarios para generar las tensiones pertinentes (figura 8). Por supuesto, para fallas en el primer tipo de fuente es necesario pasar por un proceso de diagnóstico (que en realidad es muy sencillo), mientras que en el segundo se puede pensar simplemente en la sustitución del eliminador. Sistema de Control

Figura 8

Los contestadores suelen ser aparatos de alta complejidad, que incorporan circuitos de control digital (microcontroladores) para llevar un control estricto de sus diversos procesos (figura 9). Concretamente, el sistema de control detecta la presencia de la señal de llamada y envía las órdenes para "descolgar" el teléfono, activar el mensaje de salida, recibir el mensaje y grabarlo, "colgar" nuevamente el aparato y colocarse en standby en espera de otra comunicación. El diagnóstico de esta sección resulta muy similar al de cualquier otro circuito de control en TV o video. Los pasos son los siguientes: chequear alimentación, reloj, reset, señales de entrada, señales de salida, etc. Por ejemplo, si se desea probar que efectivamene el circuito detector de señal de llamada envíe un aviso al micro, al momento de recibir una comunicación verifique la existencia de dichos pulsos; a continuación, compruebe que el micro encienda los circuitos de mensaje de salida y una vez concluido accione el grabador de recados. Todos estos pasos se pueden realizar con un multímetro e incluso


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con una punta de prueba lógica. Conforme avancemos en el diagnóstico de los siguientes bloques, veremos cómo el Syscon (sistema de control) se relaciona prácticamente con todos ellos.

Figura 9

Detector de Señal de Llamada En contestadores telefónicos no existe campanilla, sino un detector de señal de llamada que se encarga de generar uno o más pulsos por cada "timbrazo" que llegue por la línea telefónica, para que el Syscon cuente dichos pulsos y determine (según se la programación del usuario) el momento en que debe contestarse la llamada. Este circuito, por lo general, se basa en dispositivos optoelectrónicos y filtros; estos últimos suelen ser la principal causa de fallas, ya que llegan a presentar fugas y no filtran convenientemetne la señal, por lo que el pulso que llega al Syscon es irregular, lo que puede ocasionar un disparo prematuro del mensaje de salida o simplemente que el micro no detecte la llegada de los timbrazos.

Circuitos de Grabación-Reproducción de Mensajes de Salida y Entrada Los circuitos que graban el mensaje de salida, por lo general funciona de manera similar a un grabador de audio convencional; esto es, en el contestador hay un micrófono conectado a circuitos amplificadores y de manejo de señal, los cuales finalmente se encargan de almacenar el mensaje en una cinta magnética (figura 10).

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En caso de que haya algún problema con la grabación del mensaje de salida, los pasos a seguir para el diagnóstico son idénticos a los de un grabador convencional, mismos que seguramente usted ya conoce. Sin embargo, a manera de recordatorio le podemos comentar que estos circuitos, por lo general, no pasan de un amplificador de audio, un ecualizador, un oscilador de bias y un amplificador de potencia que alimente la cabeza magnética (esto en la etapa de grabación del mensaje de salida); y para la reproducción, el circuito se limita a un amplificador de baja señal, un ecualizador y un amplificador de audio, el cual será el encargado de enviar el mensaje pre-grabado hacia la línea telefónica. Conviene aclarar que existen contestadores que no graban el mensaje en cinta, sino que lo hacen en una memoria RAM, o bien, ya incluyen un mensaje pregrabado en una memoria ROM. En el primer caso, el audio obtenido por el micrófono es procesado y convertido a una señal digital para su almacenamiento en memoria; en el segundo, el mensaje es digitalizado y grabado desde fábrica y no puede ser modificado por el usuario. Para la expedición del mensaje de salida, cuando el Syscon detecta la llegada de una llamada, activa los circuitos de reproducción que envían hacia la línea telefónica el audio previamente grabado, para que la persona que llama se entere de que puede dejar un aviso (figura 11). Concluido este paso, el Syscon produce un beep indicador de que la unidad está lista para recibir el recado y desactiva los circuitos de mensaje de entrada para poner en operación los de recepción de mensajes, los cuales a su vez recuperan el audio de la línea telefónica, lo amplifican y lo preparan para su


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grabación en cinta magnética. Una vez transcurrido el tiempo fijado por el usuario como límite de duración de mensajes, se desactivan los circuitos y se "cuelga" el teléfono. Como el proceso para la grabación del mensaje de entrada es muy similar al de almacenamiento del mensaje de salida, se aprovechan los mismos circuitos (incluso existen grabadores que en el mismo casete graban tanto el mensaje de salida como los de entrada) y los pasos a seguir para su diagnóstico son idénticos. Mecanismos Finalmente, los contestadores también están sujetos a fallas inherentes al mecanismo de todos los grabadores-reproductores de casetes. Estos problemas pueden ir desde una correa rota hasta solenoides abiertos, engranajes rotos, embragues que ya no funcionan, etc. (figura 12). Es fácil apreciar, entonces, que si usted conoce cómo trabaja un grabador de audio convencional, lo más seguro es ue sea capaz de brindar un mantenimiento adecuado a contestadores telefónicos. Tan sólo debe tener cuidado en los circuitos especiales, como el Syscon, el detector de llamada y los circuitos de recuperación y envío de audio a la línea telefónica.

Figura 12

Teléfonos Inalámbricos El mantenimiento de teléfonos inalámbricos resulta mucho más complejo que para los aparatos anteriores, sobre todo porque involucran un proceso completo de transmisión y recepción de ondas de radio de alta frecuencia (la mayoría de modelos trabajan en la banda de los 46-49MHz) y porque incorporan sofisticados sistemas de protección de privacidad que prácticamente impiden que cualquier persona no autorizada tenga acceso a la línea telefónica. Ya explicamos que un aparato de este tipo posee una unidad base y una unidad remota. A su vez, cada uno de los bloues funcionales que componen estos módulos son los siguientes:

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Figura 13


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• Unidad base (figura 13): fuente de alimentación, circuito de recarga de baterías, Syscon, marcado, recepción y transmisión de voz de llegada, recepción y envío de contestación de salida y circuitos de protección. • Unidad remota (figura 14): fuente de alimentación, Syscon, marcado, recepción y manejo de voz de llegada, manejo y transmisión de voz de salida. Unidad Base

Figura 14

Fuente de Alimentación Al igual que en el caso de los contestadores telefónicos, en teléfonos inalámbricos podemos encontrar circuitos de alimentación internos y externos, y su diagnóstico suele ser muy sencillo por tratarse de fuentes reguladas simples o de eliminadores externos. Circuito de Recarga de Baterías Como puede imaginar, si el usuario tuviera que alimentar la unidad remota con baterías desechables comunes, pronto el costo de estos componentes sobrepasaría el del propio teléfono. Para solucionar el problema, los fabricantes colocaron pilas recargables para que el teléfono pueda realimentarse de energía mientras no se utiliza; pero esto, obviamente, requiere de un circuito que se encargue de la carga de estas baterías. Dichos circuitos suelen ser muy sencillos, pues simplemente aplican a las pilas una corriente en contrasentido para que recuperen su carga y puedan funcionar por otro lapso de tiempo y en ocasiones tal circuito no se encuentra en la unidad base, sino que forma parte de la unidad remota, la cual a su vez recibe la energía de la unidad base. Para chequear esta sección, primeramente verifique la existencia de la tensión de alimentación y a continuación chequee los transistores, diodos y demás componentes que se encargarán de aplicar la corriente cuando no está la batería (como regla casi general, si medimos la tensión entre terminales del recargador debemos encontrar un valor de aproximadamente 1 volt superior a la tensión nominal de las baterías). Si todo esto se encuentra bien, y aun así el teléfono no funciona adecuadamente, es probable que deba sustituirse la batería recargable. Syscon Ya sabemos que para controlar todas las funciones de estos aparatos,


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se requiere de un circuito capaz de recibir las órdenes enviadas por el usuario, interpretarlas y ordenar su ejecución. Este circuito es un microcontrolador de alta escala de integración en el que se combina tecnología digital con componentes analógicos, lo que le permite procesar tanto señales numéricas (por ejemplo, el código de protección y los identificadores de teclas) como análogas (por ejemplo, el marcado por tonos), con la rapidez y precisión de los circuitos lógicos. El diagnóstico de esta etapa es idéntico al de cualquier otro microcontrolador, por lo que no abundaremos al respecto. En todo caso, consulte las explicaciones anteriores. Marcado Aunque en los aparatos modernos el mismo Syscon se encarga del marcado hacia el exterior, aún existen modelos que incluyen un circuito independiente para generar ya sea los pulsos o los tonos requeridos para establecer la comunicación. En este caso, el cirucito respectivo se diagnostica exactamene igual a como se realiza en un teléfono electrónico sencillo. Recepción y transmisión de voz Estas son las etapas más complejas de la operación de un teléfono inalámbrico y, por consiguiente, las que están más sujetas a fallas diversas. El audio que proviene desde la línea telefónica es amplificado y enviado a un circuito moduldor en FM (figura 15), para nuevamente ser amplificado y transmitido a través de la antena. Aunque es posible rastrear con osciloscopio cada etapa del trayecto de la señal, difícilmente podrían ser observadas las ondas que se irradian de la antena; por lo tanto, para comprobar si la unidad base se encuentra emitiendo, puede recurrirse a un truco muy sencillo: un tubo de plástico o cartón, enrolle varias vueltas de alambre barnizado (del que se emplea en motores y transformadores), dejando ambas puntas al descubierto, como se muestra en la figura 16. Inserte este tubo en la antena y ponga a funcionar el teléfono, monitoree con osciloscopio la señal que se obtiene del bobinado recién construido. Si la antena se encuentra emitiendo, en el osciloscopio podrá observarse una señal oscilante de alta frecuencia, pero si no hay emisión nada podrá observarse.

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Figura 15


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Este método puede emplearse también en el diagnóstico de la unidad remota. Como la señal es de muy alta frecuencia, si el osciloscopio que usted utiliza es de un ancho de banda reducido, es posible que no se capte adecuadamente, pero alcanzará a observarse una barra de amplitud fija, en lugar de la línea normal.

Figura 16

Figura 17

Recepción y envío de contestación de salida Los circuitos receptores de la unidad base deberán captar las ondas recibidas por la antena, amplificarlas, bajar su frecuencia y demodularlas, para obtener finalmente el audio o la información originalmente enviada. Todo esto se realiza por medio de transistores, filtros cerámicos, mezcladores y osciladores internos, etc., en los cuales se concentra justamente la mayoría de fallas. Al respecto, es común enfrentarse a circuitos mal sintonizados, condensadores con fugas, envejecimiento de componentes, etc. Casi todos los teléfonos pueden ajustarse por medio de unos transformadores de radiofrecuencia (figura 17), pero es una calibración que debe efectuarse de manera muy cuidadosa. También conviene reempla-


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zar los capacitores electrolíticos, ya que por envejecimiento llegan a ocasionar diversos problemas. Circuitos de protección En los primeros teléfonos inalámbricos no se incluían medidas de seguridad para impedir interferencias, los fabricantes confiaban en que difícilmente dos personas vecinas podrían tener un mismo aparato, pues aún no se había masificado su venta. Sin embargo, con el tiempo fue necesario dotar estos teléfonos con circuitos especiales para impedir que terceros utilicen una línea ajena o escuchen conversaciones privadas. En los teléfonos modernos, esta protección se lleva a cabo mediante un código binario almacenado en una memoria ROM dentro de la unidad base y otra idéntica en la unidad remota (figura 18). Durante una conversación, ambas unidades intercambian constantemente el valor grabado en sus memorias y si en algún momento se descubren incongruencias, ambos módulos cortan la comunicación para proteger al usuario de intromisiones. El procedimiento para chequear fallas en esta sección es el siguiente: cuando se trate de establecer una comunicación entre la unidad base y la remota, chequee con osciloscopio el intercambio de información entre la ROM de identificación y el micro. Si inmediatamente después de la comprobación la comunicación se bloquea, es que la información de ambas ROM no es idéntica, por lo que el micro detiene el proceso como protección. A su vez, si usted detecta algún problema relacionado con la memoria ROM, ya sea de la unidad base o del remoto, forzosamente tiene que cambiar ambos circuitos, pues si reemplaza sólo uno, el teléfono quedará inoperante, debido a que existe sólo una posibilidad en más de 500.000 de que una ROM cualquiera tenga exactamente la misma información que su contraparte.

Figura 18

Unidad Remota Fuente de Alimentación La alimentación a este módulo corresponde a una o dos pilas recargables, capaces de proporcionar una tensión de alrededor de 4,5V, sufiente para alimentar a todos sus circuitos. Estas pilas al cabo de cierto tiempo dan problemas, ya sea por envejecimiento o por un fenómeno

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que se presenta en dichos dispositivos recargables (sobre todo si son de níquel-cadmio), conocido con el nombre de "memoria". Memoria es un efecto derivado de la construcción interna de estas baterías, las cuales "recuerdan" qué tanta energía les fue solicitada las últimas veces que se las utilizó, de tal manera que después de algunas recargas tan sólo aceptan esa magnitud de energía, lo cual impide que una batería de este tipo se recargue completamente, por lo que cada vez se acorta el tiempo entre recarga y recarga en la unidad base; es decir, cada vez puede ser utilizada durante menos tiempo la unidad remota. Para corregir este problema, mantenga encendida permanentemente la unidad remota, sin conectar la unidad base a la línea telefónica, para que las baterías se descarguen completamente. También puede retirar la batería y colocar una resistencia de alreedor de 1kΩ entre sus terminales por algunas horas. Posteriormene, vuelva a cargar la unidad de manera normal, lo cual implica por lo menos unas 12 horas antes de volver a utilizarla. Sin embargo, si el problema no se corrige, no queda otro remedio que reemplazar la batería recargable. Otros bloques En lo que se refiere a los otros bloques dentro de la unidad remota, su operación (y obviamente su diagnóstico) es casi idéntico al que ya explicamos en la unidad base, por lo que no conviene detenerse ya en ese aspecto.

Conclusión Como puede advertir por estas explicaciones, la reparación de teléfonos no es complicada, si se conocen sus principos de operación y los aspectos que deben cuidarse.

Protección para Teléfonos La preocupación cada vez mayor por el llamado “pinchado” de los teléfonos llevó a pensar en un medio electrónico eficiente de protección. ¿Cómo evitar que nuestras conversaciones sean escuchadas en una extensión cuando no deseamos eso? ¿Cómo saber si existe alguna extensión clandestina en nuestra línea telefónica, caracterizando una operación de espionaje? Una manera de mantenernos seguros es evitar que funcione cualquier tipo de extensión cuando el principal esté en funcionamiento. El aparato muy sencillo que describimos tiene justamente esta finalidad, además de algunas otras que explicaremos a continuación.


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Con extensiones normales, en su primera aplicación, al ocurrir una conexión si el teléfono normal atiende, el protector desconecta la extensión, volviendo así confidencial la conversación, sin posibilidad de escuchar por la extensión. Con este sistema usted puede, a partir del teléfono principal, interrumpir en cualquier momento una conversación a través de la extensión, bastando para esto sacar el auricular de la horquilla (figura 19). Si el lector posee una secretaria electrónica, el protector tiene una aplicación importante: si la secretaria atiende el llamado, pero usted decide atender el teléfono principal, basta sacarlo de la horquilla pues el protector desconectando la secretaria impide la desagradable interferencia del mensaje grabado. Para el caso de aparatos de fax que comparten la misma línea con un teléfono, el protector también muestra su utilidad. Si hubiera la interferencia de alguien que levanta el auricular de la extensión cuando la máquina está recibiendo un mensaje puede haber un corte en la recepción con la pérdida de datos. Con el uso del protector, el teléfono pasa a ser visto como una extensión: cuando el fax está funcionando, nada pasa al sacar el teléfono de la horquilla ya que no funciona, y los datos recibidos no sufren corte alguno. Para los que poseen modems, los terminales de video texto y otros sistemas de transferencia de datos vía línea telefónica el aparato también es útil. Si alguien intenta usar la línea telefónica cuando tales aparatos están en uso, la información puede quedar totalmente perjudicada. Esto se evita con el aparato protector que inhibe la acción de la extensión. Pero ciertamente, la aplicación que más llama la atención es la referente a la protección contra espionaje, extensiones y grabaciones secretas que podemos tener con el protector (figura 20). Si hubiera algún intento de conectarse al aparato de su línea telefónica, esto ocasiona el enmudecimiento de su aparato, indicando que algo anormal está ocurriendo. Incluso la conexión de un grabador fuera de su casa o establecimiento ocasiona este enmudecimiento, así proporciona una protección para su aparato. El circuito usado es totalmente transparente, lo que significa que no perjudica ni interfiere en la calidad de las conexiones telefónicas. La pequeña placa de circuito impreso puede ser instalada dentro de un conector patrón y para hacer su instalación, ningún tipo de herra-

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Figura 19

Figura 20


MANTENIMIENTO

Figura 21

Figura 22

Y

REPARACION

DE LOS

TELEFONOS

mienta especial es necesaria. La colocación dentro del conector impide que cualquier persona detecte su presencia, ocasionando así eventuales situaciones incómodas a su usuario. El circuito es extremadamente simple, opera como una carga artificial que es activada cuando ocurre la alteración de la tensión de la línea telefónica por el retiro del auricular de la horquilla y en este caso, el teléfono enmudecerá (al ser conectada la conexión “pirata”). Según podemos ver por el circuito principal, tenemos dos diodos zéner en este circuito. El primero conectado en la base del transistor hace que este transistor conduzca y, por lo tanto, aplique toda la tensión de la línea en el segundo, cuando la tensión fuera mayor que 18V. Con la tensión de línea menor que 18V, el transistor no es polarizado y el aparato se comporta como un circuito abierto. El uso de los 4 diodos hace que no haya necesidad de observar la polaridad de la conexión en la línea telefónica cuando conectamos el aparato. En la figura 21 tenemos el diagrama completo del protector. La placa de circuito impreso se muestra en la figura 22. El transistor es el BC547, pero no se recomiendan los equivalentes de menor tensión (BC548 y BC549) dada la posible existencia de transitorios en la línea que podrían quemarlos con facilidad. Los diodos son 1N4002 o equivalentes de mayor tensión como los 1N4004, 1N4007, etc. DZ1 es un diodo zéner de 3,3V x 400mW como el BZX79C3V3. A falta del BZX79C3V3 u otro zéner de 3,3V conecte 3 ó 4 diodos 1N4148 en serie, polarizados en el sentido directo. El diodo zéner DZ2 es de 18V x 400mW como el BZX79C18V. Las tensiones deben ser rigurosamente las indicadas para un funcionamiento perfecto. En el montaje hay que tener cuidado con la polaridad de todos los componentes, para que no ocurran problemas de funcionamiento. El resistor R1 (47kΩ) es opcional, puede ser necesario en los casos en que se note inestabilidad de funcionamiento. El aparato es conectado en serie con la línea, de modo que al intercalarse el conector ya te-


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MANTENIMIENTO

Y

REPARACION

DE LOS

TELEFONOS

nemos esta conexión, sin problemas. Para probar el aparato, el lector necesita una línea telefónica con extensión y hará la conexión según muestra la figura 23. Usando una línea u otra deben funcionar normalmente los aparatos. Sin embargo, si la extensión está en uso, cuando el auricular del teléfono principal es retirado de la horquilla debe haber un corte automático de la extensión y el aparato principal debe funcionar normalmente. Para el caso de fax y modems la instalación es la misma. Cuando se está usando la línea principal la extensión queda inhibida. Si no hubiera extensión y se usara el aparato para casos de “pinchado” de la línea, el teléfono quedará mudo en esta eventualidad. Lo mismo ocurre si se hace la conexión de una extensión clandestina.

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Figura 23


EDICION ESPECIAL DE SABER ELECTRONICA - REP. ARG. - $15

EDITORIAL QUARK

SABER

EDICION ARGENTINA

ELECTRONICA PRESENTAN

Telefonía y Teléfonos Celulares Autores: Pablo M. Dodero Horacio D. Vallejo

Principios de la telefonía y conmutación Sistema multiplex TDM y FDM Telefonía celular: funcionamiento, características Sistemas para telefonía celular: GSM, UMTS Y GPRS Introducción a las comunicaciones móviles por satélite Desbloqueo y programación de teléfonos celulares Trucos para celulares Editado por:

EDITORIAL QUARK S.R.L. Herrera 761/63 (1295) Buenos Aires, Argentina Tel./fax: (0054-11) 4301-8804

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Director: Horacio D. Vallejo Impresión: Inverprenta S. A., Bs. As., Argentina - junio 2004 Distribución en Argentina: Capital: Distribuidora Cancellaro e Hijo SH, Gutenberg 3258, Buenos Aires. Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C., Av. Vélez Sarsfield 1950, Buenos Aires Distribución en Uruguay: Rodesol, Ciudadela 1416, Montevideo. Distribución en México: Saber Internacional SA de CV, Cda. Moctezuma Nº 2, Esq. Av. de los Maestros, Col. Santa Agueda, Ecatepec de Morelos, Ed. México, México, (0155) 5839-5277/7277 Distribución en Colombia, Venezuela, Ecuador, Perú, Paraguay, Chile y Centroamérica: Solicitar dirección del distribuidor al (005411)4301-8804 o por Internet a:

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P ROLOGO - I NDICE

Prólogo La tecnología avanza día a día… El avance de las comunicaciones vía satélite, experimentado en los últimos tiempos, ha permitido la expansión de diferentes servicios tales como Internet o la Telefonía Celular. Los teléfonos celulares se han multiplicado como consecuencia de la gran oferta existente y por los servicios que estos aparatos prestan. Un teléfono puede ser “desbloqueado” para que funcione con el servicio prestado por diferentes compañías y así asignarle un número de usuario determinado. Además, existen diferentes prestaciones referentes a la programación del aparato a las cuales no tienen acceso los usuarios. En este libro explicamos en qué consiste la telefonía, cómo funcionan los teléfonos convencionales y qué técnicas se emplean para poder interconectar a diferentes usuarios de todo el mundo. También se describe qué es la telefonía celular, cuáles son las tecnologías vigentes y qué servicios se pueden brindar con el advenimiento de la telefonía digital satelital. En los últimos capítulos explicamos cómo se realiza la programación de móviles comerciales, aclarando que estos conocimientos se dan a los efectos de formar e informar a los técnicos en el funcionamiento, el mantenimiento y la reparación de los teléfonos celulares. No nos hacemos responsables del mal uso que se le pueda dar a esta información aclarando que el desbloqueo de un aparato sin la debida autorización está penado por la Ley en muchos países. Por último, aclaramos que Ud. dispone de mucha información tanto sobre telefonía alámbrica como celular, descarga de logos, melodías e infinidad de trucos e información de desbloqueo, imposibles de introducir en esta obra debido al espacio que disponemos. Esta información incluye los programas y los pasos a seguir en casos de mantenimiento y programación de celulares. Si desea “bajar” esta información sin cargo, puede dirijirse a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave telcele.

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INDICE CAPITULO 1 Principios de la telefonía y conmutación ...................................................3 Las comunicaciones telefónicas......................................................................3 Las señales de marcado .................................................................................4 Conmutación telefónica ...................................................................................6 Introducción .....................................................................................................6 Tipos de aparatos telefónicos..........................................................................7 Funcionamiento del teléfono a disco...............................................................7 Funcionamiento del teléfono con teclado........................................................8 Funcionamiento del teléfono multifrecuente - MF ...........................................9 Número de identificación del teléfono ...........................................................10 Red telefónica................................................................................................11 Tipos de centrales telefónicas .......................................................................13 Conmutación MFC.........................................................................................14 Señalización telefónica..................................................................................17 Conexión DDN...............................................................................................18 Tarifas de las llamadas DDN .........................................................................19 Conexión DDI ................................................................................................19 Sobre el teléfono ...........................................................................................21 CAPITULO 2 Sistema Multiplex TDM y FDM ...................................................................23 Introducción ...................................................................................................23 PCM...............................................................................................................23 ¿Qué es la multiplexación? ...........................................................................24 Sistema básico de transmisión......................................................................25 Filtro pasabanda (FPB) en la entrada ...........................................................25 Circuito de muestreo .....................................................................................26 Modulador PAM básico..................................................................................27 Cuantización ..................................................................................................27 Curva de cuantización lineal .........................................................................28 Cuantización no lineal ...................................................................................30 Codificación ...................................................................................................32 Codificación de los pulsos PAM en una palabra de 8 bits ............................32 Período y velocidad de muestreo..................................................................34 Multiplexación TDM de los canales telefónicos.............................................35 Decodificación de las señales PCM ..............................................................36 Formación de sistemas PCM de jerarquía superior......................................37 FDM: sistema multiplex por división de frecuencia .......................................38 FDM a 4 hilos ................................................................................................39 CAPITULO 3 Telefonía celular: funcionamiento, características ..................................41 Telefonía celular ............................................................................................41 Trunking.........................................................................................................41 SMC: sistema móvil celular ...........................................................................41 Celdas............................................................................................................41 Cluster ...........................................................................................................42 Hand-off .........................................................................................................42 Roaming ........................................................................................................42 El sistema móvil celular.................................................................................43 Cómo sabe la red, la ubicación de un móvil .................................................44 Establecimiento de una llamada ...................................................................44 Teléfonos celulares........................................................................................45 Estructura celular...........................................................................................46 Funcionamiento del teléfono celular..............................................................46 Módulo de RF ................................................................................................46 Módulo de AF ................................................................................................47 Problemas en los teléfonos celulares............................................................48 CAPITULO 4 Sistemas para telefonía celular: GSM, UMTS y GPRS ............................49 Cómo funcionan ............................................................................................49 Breve historia del teléfono celular .................................................................50 El teléfono celular digital ...............................................................................51 ¿Qué precisa un teléfono celular para funcionar? ........................................52 El IMEI ...........................................................................................................53 Servicios GSM: (Global System for Mobile Communication)........................53 El funcionamiento de la red GSM .................................................................55 Estructura del sistema GSM..........................................................................56 La arquitectura funcional del sistema GSM ..................................................56 Elementos de un sistema GSM.....................................................................57 GPRS: Servicio General de Radio por Paquetes..........................................58 UMTS: Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles..........................59 Evolución del sistema UMTS ........................................................................59 Ventajas del sistema UMTS ..........................................................................60 CAPITULO 5 Introducción a las comunicaciones móviles por satélite........................61 Introducción ...................................................................................................61 Sistemas no geoestacionarios.......................................................................61 Sistemas Geoestacionarios...........................................................................62 GPS: posicionamiento por satélite ................................................................62 Historia y desarrollo.......................................................................................63 Cómo funciona ..............................................................................................63 ¿Cómo hacer que el GPS sea más preciso?................................................64 Localización del dispositivo ...........................................................................65 Tecnologías de acceso celular ......................................................................65 SMS - El sistema de mensajes de texto .......................................................66 Aplicaciones y futuro del GPS.......................................................................67 CAPITULO 6 Desbloqueo y programación de celulares ................................................71 Modelos Ericsson, Alcatel, Motorola, Nokia ..........................................71 a 84 CAPITULO 7 Trucos para celulares .................................................................................85 Modelos Sony, Philips, Samsung, Siemens, Bosch, Nokia ..................85 a 96

TELEFONÍA Y TELÉFONOS CELULARES

CAPÍTULO 1 PRINCIPIOS DE LA TELEFONIA Y CONMUTACION LAS COMUNICACIONES TELEFONICAS Para comprender los procesos de transmisión y recepción de un teléfono electrónico, es necesario conocer primero la operación del sistema convencional del teléfono alámbrico, el cual se basa en principios electromecánicos, aunque en la actualidad, la mayoría de los procesos analógicos y/o electromecánicos han sido reemplazados por tecnología digital. En este capítulo vamos a hablar en forma breve de los elementos involucrados en una línea telefónica, de los procesos de marcado y recepción de llamadas y de la naturaleza de las señales. Veamos primero los elementos que conforman una línea telefónica. En la figura 1 se muestra una representación de este proceso. En primer lugar, observe que todos los teléfonos abonados se conectan a unidades independientes, las cuales reciben el nombre de "centrales secundarias" y se encargan de manejar los aparatos de una determinada zona, misma que por lo general se identifica con los tres primeros dígitos de la numeración telefónica (ahora son 4 dígitos en las grandes ciudades de Argentina). Estamos suponiendo una estructura para comunicaciones locales y a distancia. A su vez, las centrales secundarias se conectan a una "central general", la cual maneja las comunicaciones de toda una ciudad o zona geográfica, se encarga del flujo de llamadas entre las propias centrales secundarias y entre éstas y el exterior de la misma zona e incluye el resto del país y el extranjero, aunque de hecho, para ciudades muy grandes pueden existir varias centrales generales. En tanto, para las llamadas de "larga distancia", hay dos posibilidades: Figura 1


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1) Cuando las ciudades están relativamente cerca y hay un intenso tráfico de llamadas, se opta por la interconexión entre centrales mediante uno o varios cables, de esta manera se establece una comunicación alámbrica directa. Figura 2 2) Cuando las ciudades están muy alejadas o no hay un tráfico intenso entre ellas, conviene más la comunicación por microondas, a través de antenas retransmisoras o incluso de satélites.

Figura 3

Cuando el usuario "descuelga" el auricular, la central secundaria detecta el evento y en respuesta envía una señal conocida como "tono de marcar", la cual, además de confirmar que se ha establecido la comunicación entre el aparato y la propia central, advierte que está lista para establecer el enlace con el número deseado. Al ser marcado el número, las posibilidades son:

1) Si el teléfono receptor se encuentra ubicado en la misma zona de influencia de la central secundaria, en ella misma se establece la conmutación y el enlace entre teléfonos (figura 2). 2) Si el número marcado no corresponde a la central secundaria, pero está en la misma ciudad, se hace contacto con la central principal, la cual identifica la central secundaria en la que se encuentra el teléfono receptor y le traslada la llamada y se establece el enlace (figura 3). 3) Si el teléfono solicitado no se encuentra en la misma ciudad, la central principal se comunica por cable o microondas con su homóloga de la ciudad destino, la que a su vez identifiFigura 4 ca la central secundaria a la que pertenece el número receptor y le traslada la llamada, para que establezca la comunicación (figura 4).

LAS SEÑALES DE MARCADO Veamos ahora la naturaleza de las señales intercambiadas entre las centrales periféricas y los aparatos telefónicos. Analizando con osciloscopio la señal de la línea telefónica, la Figura 5 cual sólo consta de dos cables, se puede observar que cuando el teléfono está "colgado" (teléfono inactivo) aparece una tensión de alrededor de 50V (figura 5), con un pequeño ripple de menos de 1V que tiene una frecuencia de 50Hz (seguramente, como resultado de la interferencia de la línea de alimentación).

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Cuando se "descuelga" el auricular, este nivel baja súbitamente hasta 10V y el tono de marcado se "monta" sobre este montaje (figura 6). Cabe aclarar que tanto las tensiones recién mencionadas como las frecuencias de los tonos de marcado pueden variar para las difeFigura 6 rentes centrales, pero en todos los casos se mantienen dentro de valores normalizados que iremos describiendo en el transcurso de la obra. Cuando el usuario marca un número para hacer una llamada, se tienen dos situaciones dependientes de si el estándar utilizado por la compañía que suministra el servicio telefónico es analógico o digital. El primer caso corresponde al sistema tradicional de marcado por pulsos, en el cual la tensión de 10V presenta variaciones que llegan hasta los 50V Figura 7a de DC originales, que forman una señal como la que se Figura 7b muestra en la figura 7, con una frecuencia de 10Hz, lo que significa que podrían enviarse hasta 10 pulsos por segundo, pero como se expide la misma cantidad según el dígito marcado (por ejemplo, si se marca el número 5 se envían sólo 5 pulsos) el número que podemos observar se mueve en un rango de entre 1 y 10. En los teléfonos tradicionales este proceso se efectúa por medios mecánicos (un interruptor en la parte trasera del disco es activado por una serie de protuberancias en el segmento giratorio, figura 8); sin embargo, en los teléfonos electrónicos esta función se lleva a cabo mediante solenoides o interuptores de estado sólido (figura 9). La forma de estos pulsos también es importante, ya Figura 8


Figura 9

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que deben mantener un ciclo de trabajo de 66%; esto es, el pulso en voltaje alto es dos veces más ancho que el intervalo en nivel bajo y, si esta relación no se cumple, es posible que la central no reconozca adecuadamente los niveles eléctricos asociados al número marcado. En las líneas actuales, en las que intervienen sistemas digitales, el marcado se realiza por medio de tonos, a partir de un decodificador que divide el teclado en renglones y columnas y asigna a cada número de este arreglo una frecuencia determinada, de tal forma que con el cruce renglóncolumna se obtiene un tono específico para cada tecla, como resultado de la mezcla de ambas frecuencia. A esta codificación se le conoce como DTMF (Dual Tone Modulated Frecuency o modulación en frecuencia de dos tonos). A su vez, cada tono resultante también se "monta" sobre los 10V de polarización de la línea telefónica y es detectado en la central mediante un filtro digital que cuenta la frecuencia de cada uno e identifica el dígito marcado. Cuando se recibe una llamada, la señal del timbre es una onda senoidal de unos 160Vpp montada sobre la polarización original de 50V (figura 10). Esta tensión tan alta es necesaria para hacer sonar la campanilla en aparatos convencionales, pero también se aprovecha en teléfonos modernos para que al detectarse se active le zumbador de llamada. Finalmente, una vez que se ha establecido la comunicación, el sonido de entrada llega "montado" sobre los 10V de polarización, con una amplitud de unos 200mV (puede crecer hasta 500mV en sonidos fuertes); a su vez, esta señal es enviada hacia el parlante del receptor. Y por el contrario, los sonidos captados por el micrófono también se envían hacia la línea montados en los 10V de polarización, pero con una amplitud Figura 10 mucho mayor (normalmente de entre 1 y 2 volt pico a pico). Estas son las señales involucradas en la transmisión y recepción de llamadas telefónicas. Téngalas en cuenta para las explicaciones posteriores Nota de Redacción Este tema se desarrolla en el texto “Telefonía” de Editorial Quark, sobre bibliografía de Centro Japonés de Información Electrónica (www.centrojapones.com.mx).

CONMUTACION TELEFONICA INTRODUCCION Una conexión telefónica se divide básicamente en dos partes: conmutación y conversación. Se entiende por conmutación todo el proceso que sigue un abonado "B". Este proceso se inicia en el momento en que el abonado "A" des-

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cuelga el teléfono y termina cuando el abonado "B", conectado en el otro extremo de la línea, atiende la llamada. El circuito de conversación, a su vez, es el circuito que permite a los dos usuarios comunicarse entre sí, o sea, corresponde al circuito de voz. En este artículo abordaremos el circuito de conmutación. A continuación explicaremos paso a paso cómo se procesa una comunicación telefónica de una manera simplificada, los tipos de aparatos telefónicos usados y cómo el abonado "A" se comunica con el abonado "B", en conexiones locales, DDN y DDI (Discado Directo Nacional e Internacional).

TIPOS DE APARATOS TELEFONICOS El aparato telefónico es la pieza clave en la conmutación, ya que en éste se inicia todo el proceso de conmutación. El aparato telefónico es el medio de comunicación entre el abonado y la central. En cuanto al modo de operación, se dividen en dos grupos: a disco y con teclado. Los teléfonos con teclado, a su vez, también pueden subdividirse en decádico y multifrecuente-MF, como veremos a continuación.

Funcionamiento del Teléfono a Disco La principal función del disco del aparato telefónico es generar un lenguaje codificado que pueda ser "entendido" por la central a la cual está conectado. El diálogo entre el aparato telefónico y la central es realizado a través de la interrupción de la corriente que circula a través del circuito durante un cierto intervalo de tiempo, resultando en una circulación de corriente en la forma de pulsos y pausas, como muestra la figura 11. La corriente que circula a través del circuito (proporcionada por la fuente de 48V (cc) de la central) hace el siguiente trayecto: bobina del relé de la central, RC, resistencia de loop de los cables A y B de la línea del abonado "A" de la resistencia interna del propio aparato telefónico y contactos CT y CD, y vuelve a la fuente de la central. Cuando el tubo está en su soporte, su peso presiona la horquilla, esto mantiene el contacto del descanso CD abierto. En esta condición no circulará corriente por el circuito y el relé de la central RC queda inoperante. Cuando el tubo es retirado de la horquilla, el contacto CD cierra y la circulación de corriente por el circuito dependerá del estado del contacto CT, contacto éste accionado por una saliente Figura 11 (viela) acoplada al eje del disco.


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Cuando el disco es girado en el sentido de las agujas del reloj, hasta el fin de su curso y soltado, vuelve con una cierta velocidad a su posición de retorno o posición inicial. La velocidad con que vuelve el disco va a depender de la elasticidad del resorte de retroceso que envuelve el eje del disco. Durante el retorno del disco (y solamente durante el retorno), la saliente hace abrir y cerrar el contacto CT, que interrumpe la corriente igual número de veces como sea el número discado. Cuando discamos el número 4, por ejemplo, el contacto CT abre y cierra 4 veces; lo mismo ocurre con los demás números discados. El estado de abertura y cierre y el tiempo de duración de cada estado pueden ser representados por el nivel de la corriente de loop que circula por el circuito. Cuando el contacto CT está cerrado, circula una corriente de 20mA a 30mA, corriente máxima. Cuando el contacto CT está abierto, la corriente es nula, como vemos en la figura 12. La duración máxima y mínima del tiempo de cierre y apertura del contacto CT, o sea, el tiempo que la corriente circula y es interrumpida respectivamente, es normalizada por el CCITT (Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telecomunicaciones). En este intervalo de tiempo, la central debe distinguir entre la presencia y la ausencia de los pulsos recibidos. La información generada por el disco (contacto abierto o cerrado) es transferida hacia los órganos de la central, a través de los contactos del relé RC, cuya bobina está conectada en serie con la corriente de loop del circuito. No debemos olvidar que la línea telefónica que conecta el teléfono del abonado a la central, sea A o B, es usada tanto durante la conmutación como durante la conversación entre los usuarios, cualquiera sea el tipo de central usada.

Funcionamiento del Teléfono con Teclado El principio de funcionamiento del teléfono decádico (de diez teclas) es semejante al funcionamiento del teléfono a disco. El teléfono decádico es un teléfono a disco más sofisticado, pues tanto el principio de funcionamiento como los recursos ofrecidos son los mismo, con excepción de las teclas * y #. En el teléfono con teclado, en lugar de que el diálogo entre el mismo y la central sea realizado a través de la apertura y cierre de un contacto mecánico accionado por el disco, es realizado a través de un "switch" o conmutador electrónico, accionado por teclas, como se ve en la figura 13. Cuando presionamos la tecla correspondiente al número que estaFigura 13 mos marcando, éste dispara un oscilador de onda cuadrada del tipo flip-flop, que genera un tren de pulsos semejante al tren de pulsos generado por el disco. El oscilador flip-flop, a través de los estados de corte y saturación (ON-OFF) conmuta los 48V (CC) de la fuente de la central,

Figura 12

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por un número de veces igual al número discado (o tecleado), tal como ocurre con los contactos del relé de la central RC (figura 11). El tiempo que circula la corriente por la línea y el tiempo que está interrumpida, tiene la misma duración del teléfono a disco, como vemos en la figura 12. La ventaja del teléfono con teclado en relación al teléfono a disco es que el primero envía los pulsos hacia la línea en una secuencia uniforme (aunque el usuario teclee lo más rápido que pueda) ya que los pulsos son primero almacenados en la memoria y luego son liberados en secuencia; hacia la línea son enviados en la forma de "paquetes", pero en intervalos regulares. La otra ventaja del teléfono con teclado es que el tiempo de apertura y cierre es fijo, lo mismo ocurre con la pausa interdigital (intervalo entre presionar una tecla y otra), ya que son controlados electrónicamente, lo que ofrece mayor precisión. En el teléfono con teclas, además de los 10 guarismos existentes en su panel, existen dos teclas auxiliares más, conocidas por el asterisco (*) y numeral (#). La tecla * tiene por función almacenar en la memoria del propio aparato telefónico, hasta 10 números de teléfono, los llamados con mayor frecuencia por el usuario "A". Por ejemplo, para almacenar el teléfono 260-43XX en la memoria (tecla 2), debemos presionar las teclas en la siguiente secuencia: *260-43XX* 2. Una vez almacenado, para llamar a ese teléfono basta accionar en la secuencia las teclas * y 2. Para almacenar otros números de teléfono en las demás memorias, el procedimiento es el mismo. Para borrar un número que está almacenado en cualquiera de las memorias, basta memorizar otro número para que automáticamente el anterior sea borrado. Esa facilidad para almacenar hasta 10 números en la misma memoria es un recurso ofrecido por el propio aparato telefónico y es independiente del tipo de central a la que está conectado: electromecánica o CPA (Central de Programa Almacenado). La tecla es usada cuando deseamos repetir el último número discado sin necesidad de teclearlo nuevamente. Todas las veces que llamamos un número, si la conexión fue completada, éste queda retenido en la memoria del aparato hasta hacerse una nueva conexión. En el caso de que el usuario quiera llamar una vez más al último número tecleado, sólo hay que presionar la tecla # y el teléfono es llamado una vez más. Si no se logra ninguna comunicación, el número puede ser llamado infinitas veces. Figura 14

Funcionamiento del Teléfono Multifrecuente - MF El funcionamiento del teléfono MF está basado en la emisión de un par de frecuencias por la línea de valores diferentes, con forma de onda senoidal, para cada número tecleado. Por ejemplo, cuando tecleamos el número 4 son disparados simultáneamente por la tecla 4, dos osciladores con frecuencias respectivas de 1209 y 770Hz(1) y cuando tecleamos el número 9 son disparadas las frecuencias de 1477 y


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825Hz; lo mismo es válido para los demás números, como se ve en la figura 14. La ventaja del teléfono MF, en relación con el teléfono a disco y el decádico, es que los dos últimos envían por la línea una corriente pulsada, compuesta por pulsos y pausas, figura 2. Dependiendo de la calidad de la línea y de la longitud de ésta, los pulsos pueden llegar a la central tan deformados que pueden, incluso, no ser reconocidos por el relé de la central. En el caso del teléfono MF se envían por la línea frecuencias senoidales, que pueden ser atenuadas, pero aun así las mismas podrán ser reconocidas por los receptores de tono de la central. La tecla #, como el teléfono decádico, tiene diversas funciones, entre ellas almacenar números de teléfono en las memorias, sólo que en el caso del teléfono MF, los números son almacenados, ya no en la memoria del teléfono, sino en la memoria de la central (central CPA). Además de esa facilidad, podemos programar, con auxilio de la tecla otras facilidades, ofrecidas por las centrales CPA así como: atención simultánea de dos llamadas, bloquear llamadas interurbanas, consulta y conferencia, discado abreviado, etc. No debemos olvidar que las facilidades que anteceden sólo pueden ser accesibles cuando el teléfono del abonado "A" es de tipo MF. Si el aparato telefónico fuera del tipo a disco o teclado, puede discar cualquier número de teléfono, pues la central CPA es redundante, es decir acepta cualquier tipo de aparato, pero en este caso no tendrá acceso a las facilidades ofrecidas por la CPA. Cuando un teléfono del tipo MF es conectado a una central que no sea del tipo CPA, por ejemplo, electromecánica, ésta debe estar equipada con un receptor de tonos, en la entrada, capaz de recibir la información del número tecleado y convertirla en una señal decádica en la forma de pulsos y pausa para informar a los órganos de la central, el número llamado. La tecla # en el teléfono MF tiene la misma función en el caso del teléfono decádico. Las teclas A, B, C y D, que aparecen al lado de los guarismos en la figura 14, no son usadas de momento en nuestro país en forma masiva; son usadas en otros países, con funciones auxiliares, como por ejemplo, dar acceso a las facilidades ofrecidas por las redes RD-SI, Red Digital de Servicios Integrados.

NUMERO DE IDENTIFICACION DEL TELEFONO En la telefonía pública, cada teléfono, o sea, cada abonado, es identificado por un número fijo por el cual se obtiene acceso a él, independientemente de la región donde él se encuentre. Las centrales de conmutación son fabricadas todas iguales. Cuando la concesionaria que va a explotarla la compra, se provee el prefijo con el cual la misma va a operar. La programación del prefijo se hace a través de la memoria electrónica o a través de JUMPS internos. Una vez programada, la central sólo identificará y recibirá las llamadas que le sean dirigidas, cuando se inicia con el número correspondiente a su prefijo. Cualquier llamada que comience por otro número diferente a su prefijo será rechazada por la central. Los teléfonos en nuestro país normalmente están constituidos por 8 guarismos, por ejemplo, el teléfono 4260-16XX tiene 8 guarismos. En los lugares donde todavía quedan centrales antiguas éstas tienen sólo 6 o 7 guarismos de identificación, por ejemplo, la central 34-22XX (tenga en cuenta que el guarismo “4” inicial se ha colocado hace sólo unos meses). Los primeros guarismos 4260 y 34 identifican la central, o sea, corresponden al prefijo. Así tenemos centrales con prefijos 4623..., 4832..., etc. Los 4 guarismos siguientes, 1674 y 2214, por

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ejemplo, determinan la posición que el teléfono del abonado ocupa en el juntor de la central. Las centrales, independientemente de si poseen 8 ó 7 guarismos, tienen una capacidad máxima de 10.000 abonados por central; la numeración va de 4260.000 a 4269.999. En el caso de que los 10.000 teléfonos disponibles sean insuficientes para atender la demanda de la región donde se instala la central, la solución es instalar una central más con 10.000 teléfonos nuevos, lógicamente con otro prefijo. En el caso de las centrales CPAS, éstas tienen capacidad superior a 10.000, una central puede llegar a 20.000 abonados; el único problema es la numeración de los teléfonos que tenga conectados.

RED TELEFÓNICA Un punto muy importante en el estudio de la conmutación telefónica es entender cómo los aparatos telefónicos están interconectados unos con otros. Vamos a suponer que deseamos interconectar dos aparatos telefónicos, a través de pares de cables, de manera de permitir que todos los usuarios puedan hablar entre dos al mismo tiempo. Aunque esta idea parezca simple, no es la solución ideal, como podemos ver en la figura 15. La idea inicial resultaría en una red muy compleja, trayendo diversos problemas de orden técnico, como veremos a continuación. a) La red resultaría muy cara, con muchos kilómetros de cables cruzados. b) No sería posible seleccionar el abonado con el cual se desea hablar. c) Prácticamente, todos los abonados hablarían y oirían al mismo tiempo, lo que evidentemente no es deseable en una conversación telefónica. d) Imposibilitaría una expansión futura de la red. Fue pensando en estos problemas que los ingenieros de telecomunicaciones desarrollaron las centrales de conmutación o simplemente centrales telefónicas con el objetivo de la racionalización de las llamadas. Las centrales telefónicas son definidas como un conjunto de equipos de conmutación destinado al direccionamiento y/o establecimiento de llamadas telefónicas. La función de la central es establecer la conexión entre los abonados de la misma zona y entre los abonados de esa zona con abonados de otras zonas vía juntores de entroncamiento (figura 16). En el comienzo de la telefonía, las cen-


Figura 15

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trales eran todas de operación manual, pero con el aumento del número de abonados, sumado a la rapidez exigida en las comunicaciones, surgieron las centrales de conmutación automática, inicialmente las del tipo electromecánico. Actualmente existen las centrales totalmente electrónicas, con programas almacenados (CPAs) con conmutación ultrarrápida. En las cenFigura 16 trales CPAs, cuando uno acaba de discar el último guarismo del teléfono llamado, éste es señalizado de inmediato, sin que haya tiempo de espera entre el último número discado y el instante en que el teléfono "B" comienza a llamar. Una central telefónica, en lo que respecta a conmutación, puede ser dividida en dos circuitos básicos: Circuito de Conmutación y Figura 17 Circuito de Control El circuito de conmutación es responsable por la conexión en el establecimiento de la conversación telefónica. Es una unidad pasiva formada por contactos de relés y sirve solamente para transportar señales de voz de una entrada hacia una salida, como se ve en la figura 17. Mientras que el circuito de control es la parte inteligente de la central. Es el que reci-

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be las informaciones del abonado de donde se originan las llamadas, toma decisiones y le informa al circuito de conmutación para que éste interconecte a los abonados "A" y "B" deseados. En la figura 17 tenemos el principio básico del funcionamiento de una central de conmutación en la forma de matriz de 10 x 3 para 10 abonados. Con esta configuración es posible que todos los abonados "A" haben con todos los abonados "B", siempre a pares, pero no simultáneamente. Por una cuestión de simplificación, la central telefónica posee una cantidad de circuito de conversación menor de lo que sería necesario para interconectar todos los abonados dos a dos. Por ejemplo, en una central con 10.000 abonados, divididos en 5.000 del lado A y 5.000 del lado B, son necesarios sólo 200 circuitos de conversación para atender la demanda. Esto significa que solamente se pueden establecer 200 conexiones simultáneamente. Esto se comprende fácilmente pues no todos los abonados A y B querrán hablar simultáneamente entre ellos. Las centrales de gran tamaño son dimensionadas para hacer un total máximo de llamadas del 10% del total de abonados. La central que damos como ejemplo en la figura 8 tiene capacidad para 10 abonados y sólo 3 circuitos de voz; por lo tanto, tiene 30% del total.

TIPOS DE CENTRALES TELEFONICAS Dependiendo de la función que la central ejecuta en la red* de conmutación, puede ser clasificada en 3 categorías: local, tándem y tránsito. Central local Es definida como una central en la cual todos los teléfonos de una zona limitada están conectados directamente. La central es ubicada de preferencia en el centro de la red de manera que la conexión e los teléfonos con la central sea la más corta posible, como se ve en la figura 18. Las principales funciones de una central local son: a) Establecer conexión entre los abonados localizados en la misma zona, dos hilos a dos hilos. b) Direccionar las Figura 18 llamadas originadas por los abonados conectados a dicha zona hacia otras centrales ubicadas en otraszonas, vía cable troncal o vía central tándem (figura 18). Central tándem Las centrales tándem, como vemos en la figura 18, sólo sirven para dirigir las


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llamadas a través de rutas alternativas y no tienen abonado alguno conectado directamente. Las conexiones entre los abonados y la central se hacen a través de pares de cables (línea de abonados) y entre las centrales se hacen a través de cables troncales (CT) con capacidad de hasta 10.800 pares. El cable troncal CT1 interconecta las centrales A y B, el cable CT2 interconecta las centrales A y E y el cable CT3 interconecta la central a con las demás centrales (A...E) vía la central tándem. Cuando una conexión entre una central y otra, cae en una ruta muy congestionada, la central tándem dirige la llamada hacia una ruta alternativa, con menor volumen de tránsito, facilitando la comunicación entre centrales, como vemos en la figura 18. En la figura 19, la comunicación entre las centrales A y B se puede hacer a través de 3 rutas alternativas - rutas 1, 2 y 3. La central tándem, vista Figura 19 en la figura 18, funciona como una central piloto, seleccionando las rutas alternativas para conectar las centrales entre sí. La central tándem también permite que todas las centrales locales de una cierta zona tengan acceso a la central de tránsito o central IU, a través de un único cable troncal. Central de tránsito Es definida como una central con la función de interconectar diversas centrales tándem, de una zona específica, con otras centrales tándem de otra zona. Las conexiones DDN y DDI, generadas en las centrales locales, que están conectadas a la central tándem, son canalizadas a través de la central tránsito hacia el medio de transmisión apropiado hasta alcanzar al abonado B deseado, como se ve en la figura 20. El mismo camino es recorrido en la dirección opuesta por las llamadas originadas en las otras localidades hasta alcanzar al abonado A.

CONMUTACION MFC Cuando hacemos una conexión telefónica hay dos posibilidades: o conectamos con un abonado de la misma central, en la cual los abonados A y B están conectados, figura 16, o conectamos con un abonado de otra central, ubicado en la misma ciudad o en otra ciudad vía DDN o DDI (figura 20). En el caso de que el abonado llamado sea de la misma central, en algunos tipos de centrales, la llamada es dirigida hacia la salida donde está conectado el abonado B. En este caso hay inter-

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Figura 20

cambio de informaciones en MFC internamente a la central. Hay otros tipos de centrales en las que el intercambio de información interna se da en MFC. Cuando la conexión es para un abonado de otra central, el procedimiento difiere del que vimos más arriba. Para hacer la conexión, es necesario que haya una interacción en la forma de diálogo entre las centrales A y B involucradas en la conmutación (figura 21). El diálogo es realizado a través de pares de frecuencias que presentan el número discado, conocida por conmutación MFC: Multifrequency Compelled (Multifrecuencia Compelida)*. El intercambio de informaciones en MFC está compuesto por dos frecuencias senoidales divididas en dos grupos; frecuencias altas o hacia adelante, que son respectivamente: 1.380, 1.500, 1.620, 1.740, 1.860 y 1.980Hz y las frecuencias bajas o hacia atrás, que son respectivamente: 1.140, 1.020, 900, 780, 660 y 540Hz, como se ve en la tabla 1. Las frecuencias usadas en la conmutación MFC, tanto hacia adelante como hacia atrás, están espaciadas entre sí por un intervalo de 120Hz. A pesar de que las frecuencias usadas en la conmutación MFC están ubicadas dentro de la banda de voz (0,3 a 3,4Hz), no son oídas por los usuarios, ya que éstas sólo están presentes en la línea durante la conmutación; cuando la llamada es completada, el intercambio de informaciones cesa, no habrá más pares de frecuencias que recorran el circuito de voz. Cuando ocurre que oímos las frecuencias MFC durante la conversación es debida al diálogo por diafonía entre las líneas adyacentes. Durante la conmutación entre las estaciones A y B, figura 21, el diálogo entre éstas se desarrolla de la siguiente manera: cuando el abonado a descuelga el tubo y disca el número del abona-

Tabla 1


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do B, secuencialmente, por ejemplo el número 98261XX, compuesto por 7 guarismos, al discar el primer número, el 9, comienza el intercambio de informaciones entre las centrales involucradas en la conmutación. La central A, que originó la llamada, convierte el número discado en la forma de pulsos y pausas, recibido a través del selector de código, en un par de frecuencias, correspondiente al número discado. En el caso del número 9 son disparadas hacia adelante las frecuencias F2 y F7, respectivamente 1620 y 1860Hz, enviadas por la central A. La estación B recibe y selecciona esas frecuencias a través de los filtros pasabanda, detectando cada una de éstas y transformándolas en una tensión DC equivalente, que hace operar el relé correspondiente al número tecleado, en el caso, el número 9. Después de haber recibido las dos frecuencias, identificándolas, la central B envía hacia atrás, en la dirección A → B, un par de frecuencias, F2 y F7, con otros valores de frecuencias o sea F2 = 900Hz y F7 = 660Hz, confirmando recibimiento de F2 y F7, enviados por la central "A". La central "A" recibe el par de frecuencias enviadas de vuelta por la central "B", confirmando el recibo y la identificación del primer guarismo. Ahora, la central A se prepara para enviar el segundo guarismo, o sea, el número 8. El procedimiento descripto en la transmisión del guarismo 9 se repite para los demás números del teléfono llamado hasta completar el séptimo y último número. El intercambio de informaciones, visto en la figura 21, tanto hacia adelante como hacia atrás, se da a través del mismo medio (línea física): la estación A envía las frecuencias hacia adelante en un cierto intervalo de tiempo y recibe el par de frecuencias de vuelta en el intervalo siguiente. En la tabla 1 tenemos las demás combinaciones de frecuencias, tanto hacia adelante como hacia atrás, correspondiente a los guarismos 1 a 9 y de las letras "A a F" del código hexadecimal. El intercambio de informaciones en MFC, entre centrales, se da tanto entre centrales de la misma zona, con la conexión vía cable troncal (figura 18), como en las conexiones DDN y DDI, vía radio, satélite o cable submarino, figura 20. La comunicación entre las centrales A y B, cuando éstas están ubicadas en la misma zona, se da a través de línea física, en forma de red. Cuando discamos los números correspondientes al prefijo de identificación de la central llamaFigura 21

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da, central B, la central A dirige la llamada hacia una salida libre, seleccionando una ruta vacía, pudiendo ser elegidas diversas rutas alternativas, pasando por diversas centrales a lo largo de la ruta (figura 19). Cualquiera sea la ruta seleccionada la llamada irá siempre a parar a la central B requerida. Este fenómeno de seleccionar diversas rutas alternativas durante una llamada puede ser observado en la práctica: cuando hacemos una conexión donde tenemos una mala calidad de conversación podemos colgar y volver a llamar al mismo abonado, conseguiremos una nueva conexión con calidad seguramente superior a la primera. Esto significa que en la segunda tentativa fue seleccionada otra ruta alternativa con mejor calidad. En el caso de que la conexión entre las centrales A y B se dé a través de una conexión DDN o DDI, el procedimiento es bastante más complejo: las señales de MFC, tanto hacia adelante como hacia atrás, transitan a través de diversos medios (línea física, central de conmutación, MUX, radio, satélite, etc.) hasta los abonados involucrados. La central del área local, donde está conectado el abonado A, dirige la llamada hacia una de sus salidas que está conectada a la central IU o Central de Tránsito, que da acceso a los medios de transmisión hacia otras ciudades o países. La orientación de la llamada hacia la central IU se hace en base al código del área del abonado B llamado. La central IU selecciona uno de los canales del MUX (normalmente el MUX tiene capacidad para 60, 300, 960, 1.800 y 2.700 canales de voz), el canal al que se tiene acceso es aplicado a la entrada del medio de transmisión "D" de donde es enviado en la dirección del área B. Ya en el lado B, la señal MFC es enviada a la central B, donde está conectado el abonado B. El medio de transmisión, visto en la figura 20, puede ser cualquier medio de transmisión, como radio, satélite, cable submarino, etc. En todos los casos vistos arriba, el intercambio de informaciones se da siempre por medio de dos señaels MFC; éstas transitan en las dos direcciones, o sea, tanto de A → B como de A " B.

SEÑALIZACIÓN TELEFONICA Cuando se logra acceso al abonado B, la campanilla es accionada para avisar que hay una llamada destinada al mismo. Para eso, en la estación B se dispara un generador de toque de campanilla, que opera en baja frecuencia (20 a 25Hz), con forma de onda senoidal y amplitud de 600V (RMS), con duración de 1 s por 4 s de silencio, como se ve en la figura 22 (ya visto al comienzo de este capítulo). La tensión del generador de toque es aplicada sobre la campanilla del teléfono del abonado "b", a través del par A y B de la línea del abonado "B", la hace sonar (figura 23). Al mismo tiempo que el generador envía la tensión para hacer sonar la campanilla del abonado B, también envía una muestra de la tensión de vuelta por la línea en la dirección del abonado "B", para que el abonado "A" perciba que el teléfono B" está siendo llamado. El abonado "A" tiene la sensación de que está oyendo directamente tocar la campanilla del teléfono "B", lo que no Figura 22


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es verdad sino una muestra de la tensión que hace que la misma suene. Si la línea que conecta al abonado "B" a la central estuviera interrumpida en el punto X de la figura 23, la chicharra no sonará y el abonado A creerá que del otro lado no hay alguien para atender. Figura 23

CONEXION DDN Se entiende por conexión DDN -Discado Directo Nacional- como una conexión de un abonado de una determinada zona con otro abonado dentro del mismo país, pero fuera de la zona numérica del abonado "A". Cada país se divide en varias regiones numéricas primarias. A su vez, cada región primaria es nuevamente dividida en áreas numéricas menores o área secundaria, lo que no deja de ser una nueva división de cada región. Cada una comienza por el número de código, por ejemplo 1, (12, 13..., 19). En la codificación, el primer guarismo identifica el área secundaria dentro de ese estado o provincia. Cada "área telefónica" fue dividida en áreas terciarias, identificadas por el tercer guarismo. Cada área terciaria también cubre todas las ciudades menores dentro de su área. Cada área numérica dentro de cada región es identificada por un código DDN, derivado del código de la región. Las regiones son identificadas por los dos primeros guarismos del Código Nacional que identifica la región comenzando siempre por el guarismo "0" (cero). Por ejemplo, el código de una ciudad importante y de las demás ciudades vecinas podría ser 31, en este caso el código DDN de la zona pasa a ser 031, en el que el cero inicial indica que es una conexión DDN y el número 31 identifica la zona numérica de esa ciudad. Por ejemplo, para Bs. As. y suburbanos, el código de área es "011"; en Córdoba es "0251", para la ciudad de La Plata "0321" y así sucesivamente. Durante la realización de una conexión DDN, el abonado "A" procede de la siguiente manera: disca en la secuencia el código del área y el número de teléfono del abonado "B". Por ejemplo, si desea llamar al teléfono 523-43XX de cierta ciudad cuyo código de área es 0242, el abonado "A" que debe estar fuera de esa área, debe discar en la secuencia el número (0242) 523-43XX. A través del código del DDN del área (0242) se localiza el área del abonado B. El código 0242 es una especie de código de direccionamiento del área requerida. Al término del discado de los cuatro primeros guarismos, 0242, el sistema de conmutación dirige la llamada hacia la zona donde se localiza el abonado B. Los guarismos siguientes (523) corresponden al prefijo (característica) de la central y será a través de ese prefijo que se localizará la central donde el

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abonado B está conectado dentro del área 0242 (tenga en cuenta que en Argentina, desde marzo de 1999, a todos los números de central se le debe anteponer el prefijo 4). Los cuatro guarismos siguientes (43XX) identifican la posición del teléfono del abonado en el DG (distribuidor general) de la central 523. Cuando estamos hablando del código del área, no hablamos sólo del código de la ciudad sede, sino también de las demás ciudades cubiertas por el código del área. Para evitar problemas en la identificación de las centrales no podrá haber dentro del área numérica dos o más centrales que comiencen con el mismo prefijo. Cuando la central IU recibe una llamada interurbana, ésta es identificada por el código del área, discado por el abonado A. A su vez, la central IU identifica la central llamada dentro de su área por el prefijo discado. La llamada es dirigida hacia la central llamada, que puede estar o no dentro de la red telefónica de la ciudad del ejemplo. En el caso de que la central llamada no esté dentro de la red urbana de aquélla, sino en otra ciudad distante de la ciudad-sede, pero dentro del área numérica de ésta: hasta 10 km de distancia, la central llamada es encontrada por el sistema de PCM de primer orden, a través de línea física; cuando la distancia es superior a 10 km, la central llamada es encontrada vía sistema radio de media capacidad.

TARIFAS DE LAS LLAMADAS DDN En la central A hay acoplado un contador o tarifador con la función de registrar la duración de la llamada, multiplicar ésta por el valor del grado tarifario y debitar el monto a pagar en la cuenta del abonado A. En cuanto a los tipos de tarifador, tenemos dos tipos: el Contador Automático y el Contador de Pulsos. El primero indica el monto a pagar en función de la duración de la llamada en minutos y el segundo, en función del número de pulsos. El contador de pulsos es el más usado generalmente en nuestro país en al cobranza de las conexiones DDN. Para los efectos de la tarifa, el país se divide en grados tarifarios, de manera de cubrir todo el territorio nacional. Los grados tarifarios son determinados en función de la distancia que separa los dos abonados. Los grados son determinados a través de círculos concéntricos o líneas geodésicas trazadas alrededor del punto de referencia considerado, siendo que cada círculo podrá cubrir diversas áreas numéricas. El precio cobrado por minuto de duración dependerá de la distancia cubierta por cada grado en relación al origen. El grado número 10 tiene el mayor factor de multiplicación. Una conexión que caiga dentro del área cubierta por ese grado cuesta el precio máximo de una conexión DDN por tratarse de un punto más alejado del origen. Cuanto más alejados estén los abonados, mayor cantidad de pulsos SE LES COBRA por minuto.

CONEXION DDI La conexión DDI -Discado Directo Internacional- es definida como una conexión con un abonado ubicado fuera del país donde se originó la llamada. En las conexiones DDI además de las re-


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giones y áreas numéricas dentro de cada país como se vio en las conexiones DDN, debemos agregar a ésta el código internacional, como se ve en el ejemplo de la tabla 2, columna 2. El código internacional de cada país comienza siempre por dos ceros (00) seguidos del código numérico del país. Para los efectos de la numeración, el planeta fue dividido en 9 zonas numéricas, como veremos a continuación. Debemos recordar que las zonas 1 y 7 tienen código internacional compuesto por un único guarismo, mientras que las demás zonas son identificadas por 2 ó 3 guarismos, como vemos en la tabla 2, columna 4. La zona 1 cubre los países de América del Norte y Central con excepción de Méjico, Cuba, Guatemala y Antillas; la zona dos cubre los países de Africa e islas adyacentes; las zonas 2, 3 y 4 cubren los países de Europa, incluidos los países del Este europeo; la zona 5 cubre los países de América del Sur y parte de América Central: Méjico, Cuba, Guatemala y Antillas; la zona 6 cubre los países de Oceanía, incluidos Singapur, Tailandia y Australia; la zona 7 cubre Rusia; la zona 8 cubre los países del Oriente Medio y Sudeste asiático, incluida Chica y, finalmente, la zona 9 cubre el resto de Asia, incluida la India. Las tarifas DDI son internacionales y, en general, se establecen en función del marco oro. Sobre este punto cabe aclarar que desde hace un tiempo, “las batallas por lograr la supremacía en el área de las comunicaciones” ha llevado a que los precios internacionales sean cada vez menores y cada empresa ofrece descuentos y promociones acordes con su estrategia de marketing. Además, tanto las llamadas DDN como DDI cuentan con la posibilidad de tarifas reducidas en horarios y días especiales. Estas tarifas en horarios y días especiales son fijadas por la compañía telefónica o estimación de cada país. Para hacer una llamada DDI, para cualquier país, debemos discar en la secuencia el código internacional, el código del área y finalmente, el número del teléfono llamado. Por ejemplo, para llamar al teléfono 541-16XX en la ciudad de Acapulco, en México, debemos discar en la secuencia, los siguientes guarismos: 00 - 52 - 748 - 541 - 16XX, siendo

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que: 00 -código internacional (DDI), 52 -código de identificación del país llamado, en nuestro ejemplo: México, 248 -código del área numérica llamada dentro del país, que en el ejemplo corresponde al área numérica de la ciudad de Acapulco. 541-16XX, número del teléfono llamado en la ciudad de Acapulco. Para completar una llamada DDI, dependiendo de la zona llamada, debemos discar en la secuencia de 13 a 15 guarismos, como podemos ver en el ejemplo que antecede.

SOBRE EL TELEFONO A pesar de los avances tecnológicos de este siglo, el principio de operación de los teléfonos es básicamente el mismo desde su invención por Alexander Graham Bell, pues se siguen protocolos de comunicación y enlace similares a los que se estandarizaron cuando cobraron auge las primeras compañías telefónicas comerciales. Inclusive, los teléfonos electrónicos también deben respetar esas normas, pues al aprovechar las mismas líneas deben garantizar absolutamente la compatibilidad en el flujo de llamadas. Vimos las formas de onda involucradas en el envío y recepción de llamadas telefónicas, por lo que de aquí en adelante consideraremos que el lector ya tiene estos antecedentes; por tanto, nos limitaremos a exponer los principios de operación de los aparatos electromecánicos como de los electrónicos, a fin de sentar las bases para el estudio de los contestadores y de los teléfonos inalámbricos. ••••••••


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CAPÍTULO 2 SISTEMA MULTIPLEX TDM y FDM INTRODUCCION Desde sus orígenes, las comunicaciones telefónicas trataron de efectuarse ahorrando lo máximo posible, tanto en equipos como en espectro (rango de frecuencias empleado) con el fin de enviar la mayor información por un solo vínculo. De esta manera nace el sistema multiplex creado para enviar varios canales por un solo medio de enlace. Dos son los sistemas frecuentes: Multiplex por División de Tiempos (TDM) y Multiplex por División de Frecuencia (FDM). El sistema multiplex nace con la necesidad de querer transmitir información de varios canales en forma simultánea por un mismo vínculo de transmisión. Consiste en aplicar técnicas que permiten transmitir un paquete hacia un receptor y que este último pueda detectar la información recibida. En técnicas digitales se demuestra que un multiplexor permite que una entrada ingrese a la salida por medio de información aplicada a ciertas líneas de selección. Si efectuamos la selección en forma cíclica y alternada tendremos muestras correspondientes a las distintas entradas y como la transmisión se hace en forma ordenada y sincrónica, conoceremos qué información corresponde a cada canal.

PCM En el sistema PCM, la señal analógica del canal telefónico es sustituida por una sucesión de muestras de corta duración, retiradas de la señal original a intervalos periódicos, en la forma de pulso y pausa, codificadas normalmente en una secuencia de 8 bits. En este artículo, explicaremos de manera didáctica todo el principio que involucra la técnica de la generación y de la codificación de la señal en PAM (Pulse Amplitud Modulation). En la técnica PCM (Pulse Code Modulation) o modulación por codificación de pulsos, la información es transmitida en la forma digital, siguiendo la tendencia actual, por ejemplo, de las redes RDSI, fibras ópticas, centrales digitales y sistemas PCM de orden superior. El uso de la técnica de transmisión PCM está aumentando a cada día que pasa, y este aumento está basado en la posibilidad de la señal PCM, principalmente en el sistema de 1º orden, de poder usar los cables de pares de la red telefónica ya existente. Con la técnica PCM es posible transmitir hasta 30 canales telefónicos multiplexados en PCM, a través de una línea antes usada para transmitir sólo un canal telefónico. En los comienzos de la transmisión PCM, los equipos estaban limitados a sistemas de primer orden, con 30 + 2 canales telefónicos por sistema (ya lo veremos al tratar FDM). Con el desarrollo


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S ISTEMA M ULTIPLEX , TDM

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Figura 1

de los circuitos integrados de alta velocidad de conmutación, es posible multiplexar sistemas PCM de 5º orden, con capacidad de 7680 canales telefónicos por sistema, y aun configuraciones bastante superiores.

¿QUE ES LA MULTIPLEXACION? Multiplexación (MUX) es el proceso que permite transmitir a través de un único medio de transmisión, diversos canales telefónicos sin haber interacción entre ellos. Al final del sistema debe ser posible identificarlos y separarlos manteniendo una cierta relación entre los canales aplicados en la entrada y los canales extraídos en la salida. Por ejemplo, el canal 1A debe corresponder al canal 1B, el canal 2A debe corresponder al canal 2B y así sucesivamente, como vemos en la figura 1. Se usan diversas técnicas en la multiplicación de dos o más canales telefónicos, siendo los más comunes: - FDM (Frequency Division Multiplex): multiplexación por división de frecuencia. - TDM (Time Division Multiplex): multiplexación por división de tiempo, la técnica más conocida en este grupo es la PCM. En la multiplexación PCM, la señal analógica del canal telefónico a ser transmitida, es primeramente muestreada en el tiempo a una velocidad de 8000 muestras por segundo; a continuación las muestras son codificadas en un código binario de 8 bits. Los pulsos codificados son colocados uno al lado del otro y forman un tren de pulsos que a continuación es transmitido de A hacia B a través del medio de transmisión, como vemos en la figura 1. La multiplexación PCM puede ser representada, en la práctica, por una llave rotativa con 32 posiciones, como vemos en la figura 2 (donde sólo se han graficado 4 canales). El movimiento de rotación de las llaves A y B, acopladas por el mismo eje, se hace de tal manera que la llave A (transmisora) y la llave B (receptora) queden perfectamente sincronizadas. En la práctica, el sincronismo del multiplexador y del desmultiplexador se hace a través de las señales de sincronismo transmitidas por un canal de reserva, intercalado a los canales telefónicos y usado con esa finalidad. De ahí el nombre 30 + 2, es decir, 30 canales telefónicos y 2 de señalización y sincronismo.

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El movimiento de las llaves A y B se hace de tal manera que cuando la llave A está explorando y transmitiendo las informaciones referentes al canal 1A, la llave B debe estar colocada en el canal 1B, de manera Figura 2 de recibir y enviar al abonado B la información que está siendo explorada y enviada por el canal 1A. Como vemos, la señal del canal telefónico es toda procesada en PAM; es sólo a través del medio de transmisión que se usa la modulación PCM.

SISTEMA BASICO DE TRANSMISION En la figura 3 tenemos un diagrama en bloques simplificado de un sistema PCM de 1º orden, con capacidad para multiplexar y transmitir 30 canales telefónicos. El diagrama está dividido en 8 bloques, donde cada uno ejerce una función en la transformación de la señal analógica en digital (en la transmisión) y digital en analógica (en la recepción). A continuación describiremos con detalles la función de cada bloque. Filtro pasabanda (FPB) en la entrada Los filtros pasabanda, colocados en la entrada de cada canal, tienen por función limitar la banda de frecuencia del canal de voz de manera de atender las recomendaciones del CCITT. La señal analógica aplicada en la entrada del sistema PCM ocupa un espectro de frecuencia de

Figura 3


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20Hz a 20kHz (*); antes de ser transmitido, su espectro es reducido por el FPB (filtro pasabanda) de 0-4kHz. A pesar de que el canal telefónico ocupa una banda disponible de 0-4kHz, para una conversación telefónica dentro de los patrones internacionales sólo se ocupa en realidad el espectro de 0,3 a 3,4kHz, como vemos a través de la banda rayada de la figura 4. La señal del canal telefónico, que ocupa el espectro de 0,3 a 3,4kHz, es aplicada en la entrada del circuito de muestreo, cuyo funcionamiento es explicado a continuación. Figura 4

Circuito de muestreo El muestreo es el proceso por el cual la señal analógica es muestreada a intervalos regulares, transformándose en señal PAM. De acuerdo con el teorema de muestreo (Teorema de Shanon/Nyquist), para recuperar la señal analógica de baja frecuencia no hay necesidad de enviar toda la forma de onda de la señal analógica, sino sólo una secuencia de muestras. Para satisfacer el teorema de Shanon/Nyquist, la frecuencia de muestreo fA debe ser por lo menos dos veces mayor que la mayor frecuencia de la señal a transmitir. En el caso del canal telefónico, cuya banda útil considerada es de 0,3 a 3,4kHz, podríamos usar fA = 2 x 3,4 = 6,8 kHz, pero por una cuestión técnica se usa internacionalmente fA = 8kHz. (Recuerde que limitamos el canal en 4kHz, luego 2 x 4kHz = 8kHz.) A través del proceso de muestreo, se obtiene una secuencia de pulsos, la amplitud de cada uno de los cuales corresponde a la amplitud de la señal analógica muestreada en ese instante. La sumatoria representa el formato de la señal analógica, como vemos en las formas de onda de la figura 5. Así podemos definir el proceso de muestreo como la sustitución de la señal del canal telefónico variable en el tiempo, por una sucesión de muestras de corta duración (pulsos y pausas) obtenidas de la señal analógica a intervalos regulares. Figura 5

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Modulador PAM Básico Como vimos, la modulación PAM es realizada a través de la conmutación de la señal analógica. En la figura 5 tenemos un modulador PAM básico formado por un filtro pasabanda en la entrada y por una llave de conmutación, comandada por una señal de conmutación electrónica, o señal de muestreo, capaz de retirar 8000 muestras por segundo. La señal analógica proveniente de la cápsula transmisora del aparato telefónico, o de otra fuente cualquiera, es inicialmente aplicada en el FPB, donde la banda de 20Hz a 20kHz es reducida a 0,3 a 3,4kHz. A continuación la señal es aplicada a la entrada 1 del circuito de muestreo, donde es conmutada. El circuito de muestreo está representado por una llave de conmutación de alta velocidad (8.000 conmutaciones por segundo). En la puerta 2 se aplica la señal de conmutación o de muestreo con frecuencia fA = 8kHz. La señal analógica presente en la entrada 1 sólo aparecerá en la puerta 3 en el intervalo en que la señal de muestreo tenga nivel lógico 1; en este intervalo la llave estará cerrada. En el intervalo en que la señal de muestreo tenga nivel lógico 0 la llave estará abierta y no habrá señal en la salida. La señal analógica aplicada en la entrada 1 aparece en la salida "serruchada", en la velocidad de la señal de muestreo, modulada en PAM. La señal PAM, como se ve en la figura 5, no es adecuada para la transmisión a larga distancia, pues en la etapa en que se encuentra está sujeta a distorsión de los pulsos, provocada por atenuación de fase y debido al ruido presente en el medio de transmisión. Cuantización La cuantización consiste en convertir una señal analógica con amplitudes infinitas, o no determinadas, en una señal digital con amplitudes finitas. La amplitud de cada pulso PAM es comparada dentro de diversos niveles discretos y, entre esos niveles, se elige el nivel más próximo de la amplitud de la señal en la entrada. En la figura 6 tenemos una señal analógica muestreada en PAM, con 8 pulsos, siendo 4 con polaridad positiva y 4 con polaridad negativa. Las amplitudes de los pulsos PAM son redondeadas por el circuito de cuantización para los niveles de cuantización más próximos del nivel de la señal PAM en la entrada. Así, en el esquema mostrado en la figura 6, donde los desniveles de cuantización son de 1V, el pulso nº 1, con amplitud de entrada de aproximadamente 0,8V es redondeado por el circuito de cuantización al nivel de 1V en la salida. El pulso nº 2, con una amplitud de 2,54V, es redondeado para un nivel de 3V; lo mismo se hace con los demás pulsos de entrada. En este proceso, cuando la amplitud del pulso a ser cuantizado está ubicada exactamente entre dos niveles de decisión, por ejemplo 2,5 C V, el redondeado se hace siempre hacia el nivel de decisión superior más próximo, o sea, hacia 3V. En el ejemplo de la figura 6, así como en los demás

Figura 6


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ejemplos dados anteriormente, prevalece el redondeado siempre hacia el nivel de decisión inmediatamente superior. Como podemos observar a través de la figura 6, debido al proceso de redondeado de la amplitud de los pulsos de entrada, los pulsos PAM recuperados en el lado de la recepción no serán más una reproducción fiel de los pulsos aplicados en la entrada. El proceso de cuantización, como vemos, provoca un pequeño deterioro en la calidad de la información recibida. La diferencia entre las amplitudes de los pulsos en la entrada y en la salida del circuito de cuantización induce un error, conocido como error de cuantización. Este error se manifiesta en la salida del sistema en la forma de ruido, llamado ruido de cuantización - "Q", semejante al ruido blanco. El ruido de cuantización sólo se manifiesta en la presencia de la señal PAM; en ausencia de la misma, no hay ruido Q en la salida del sistema PCM. En cuanto a la variación de los niveles de cuantización o niveles de decisión, las curvas de cuantización son clasificadas en lineales y no lineales como veremos a continuación. Curva de cuantización lineal En la cuantización lineal, la graduación del eje vertical, correspondiente a los niveles de decisión, obedece a una variación lineal, o sea, la graduación de los valores del eje Y es constante. Los intervalos son fijados en valores predeterminados, igualmente espaciados, como se ve en la figura 6. En la cuantización lineal, la relación señal/ruido (S/Q) empeora para los pulsos de baja amplitud, mejorando para los pulsos de mayor amplitud. Figura 7

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En la figura 7a tenemos una señal analógica siendo cuantizada y en la figura 7b tenemos el nivel del ruido Q resultante del error de cuantización de la señal muestreada. Como podemos observar, el nivel de ruido Q alcanza su valor máximo en los puntos donde la señal analógica pasa por el eje cero, región donde la señal analógica presenta baja amplitud. En los puntos donde la señal analógica alcanza su valor máximo, tanto positivo como negativo, el ruido Q alcanza su valor mínimo. Lo expuesto puede ser ejemplificado de la siguiente manera: suponiendo que el pulso de entrada tenga una amplitud de 0,5V, la amplitud del pulso será redondeada hacia un valor inmediatamente superior, aparecerá en la salida con 1V; en este caso hubo un error de 50%, equivalente a un ruido muy elevado. En el caso de un pulso con amplitud en la entrada de 10,5V, éste apareceFigura 8


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rá en la salida con una amplitud de 11V, correspondiente a un error menor que el 5%. Como podemos ver, cuanto menor sea la amplitud del pulso PAM en la entrada, mayor será la amplitud del ruido Q y menor será la relación señal/ruido (S/Q) en este punto. Esto significa que en la cuantización lineal las muestras de baja amplitud son las más afectadas por el ruido y no los pulsos de grandes amplitudes. Por otro lado, la amplitud media de la señal de voz, en una conversación telefónica normal, aplicada en la entrada del MUX-PCM (figura 3), tiene un nivel nominal de -15dBm, puede llegar en algunos casos a -40dBm y comprometer el uso de la cuantización lineal. En razón de eso, la curva con variación lineal es poco usada en el sistema PCM, la más usada es la curva con variación no lineal (hiperbólica o logarítmica). En esta última, la relación señal/ruido es constante e independiente de la amplitud de la señal en la entrada del MUXPCM, como veremos a continuación. Figura 9

Cuantización no lineal El sistema de transmisión PCM debe ser capaz de transmitir señales de voz con gran variación de amplitud (60dB o más), así mantiene una relación señal/ruido constante en toda la banda de variación. Para mantener la relación señal/ruido constante, las señales PAM de baja amplitud deben ser más reforzadas que las señales de mayor amplitud. Esta operación equivale a reducir la amplitud de los pulsos mayores y al mismo tiempo reforzar los pulsos de baja amplitud. En el sistema PCM esto se consigue haciéndose los intervalos entre dos niveles consecutivos más estrechos para niveles de baja amplitud y más espaciados para los niveles más altos. En la figura 8 tenemos una curva de cuantización con variación no lineal; como podemos ver, los intervalos próximos al punto de cruce de los ejes son menores, y a medida que se alejan del mismo los intervalos aumentan. Observe también que no sólo los intervalos son menores sino también los valores asumidos por cada intervalo. El nivel de ruido de cuantización, que es mostrado en la figura 8, aumenta a medida que se aleja del punto de cruce; lo mismo ocurre con la señal

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PAM. Como la amplitud de los pulsos PAM y el nivel de ruido aumentan en la misma proporción, significa que la relación señal/ruido (diferencia en dB entre la amplitud de la señal y del ruido) se mantiene constante. Otra manera de representar la curva vista en la figura 8 es a través del gráfico de la figura 9, formado por 13 segmentos de rectas, incluyendo los dos cuadrantes. En el eje X o eje horizontal están representados los intervalos de cuantización o niveles de decisión en un total de 256 niveles, siendo 128 positivos y 128 negativos (28 = 256 = 128 + 128). Los puntos de intersección de los ejes X e Y forman 6 segmentos de rectas, proyectados en el 1° y 3° cuadrante. El segmento de recta N° 1 es común al 1º y 3º cuadrante, formando un solo segmento, totalizando 13 segmentos, de ahí la denominación de curva de 13 segmentos. Como podemos observar en la figura 10, el segmento Nº 1, está formado por 64 niveles, siendo 32 en el 1º cuadrante y 32 en el 3º cuadrante, lo que equivale a 64 segmentos. En el diagrama de la figura 10 está representado con detalles sólo la parte positiva de los segmentos, o sea, la parte que está dentro del 1º cuadrante de la figura 9. Los intervalos ubicados en el eje X para señales de pequeña amplitud son menores, equivalen a una variación logarítmica aproximada. Los intervalos próximos al punto de cruce de los ejes X-Y son bien pequeños, aumentando a medida que se alejan del cruce. Los segmentos 1 y 2 están casi en la vertical, quedan paralelos al eje Y; los pulsos de entrada, cuyas amplitudes están ubicadas en estos intervalos, son reforzados, como por ejemplo el pulso Nº1; por lo tanto esta curva presenta una variación no liFigura 10 neal.


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Tabla 1

A su vez, para el segmento de recta Nº 7, a pesar de que el eje X en este intervalo presenta mayor variación, los pulsos cuya amplitud caen en este intervalo como por ejemplo el pulso Nº 6, no sufrirán casi ningún refuerzo. Como vemos, la curva de la figura 10 es una curva de transferencia no lineal, por eso es la más usada en la cuantización de las señales PAM/PCM. Codificación La codificación es la operación a través de la cual las informaciones contenidas en los impulsos PAM son representadas por un código binario de 8 bits. En la codificación PCM se usa la codificación binaria, formada por dos niveles discretos ("1" y "0") como vemos en la columna 6 de la tabla 1. La necesidad de codificar los pulsos PAM presentes en la salida del circuito de muestreo se debe a dos hechos: 1º) Si los pulsos fueran transmitidos en la forma original, las diferentes amplitudes serían fuertemente atenuadas debido a la distorsión provocada por los medios de transmisión. 2º) El circuito de identificación/detección del lado de la recepción sería muy complejo, debiera reconocer las diferentes amplitudes de los pulsos PAM, que necesitan por lo menos 100 niveles para representar la señal de voz. Usando la codificación binaria, los códigos son representados por dos niveles discretos ("1" y "0"), lo que simplifica mucho el proyecto del decodificador. Además, los bits "1" y "0" no son afectados seriamente por la distorsión de la línea, pues el detector los verá como simples presencia y ausencia de nivel. La señal binaria formada por "1" y "0" se obtiene a partir de la codificación de los intervalos de cuantización y de la polaridad de los pulsos. Considerando que cada información es codificada por un bit, que asume dos valores ("1" y "0"), podemos tener 2n códigos posibles. En la codificación PCM se adoptó N=8 pues ése es el valor que mejor satisface el compromiso entre el ancho de los pulsos y la banda ocupada por los mismos.

CODIFICACION DE LOS PULSOS PAM EN UNA PALABRA DE 8 BITS Los pulsos PAM, antes de ser transmitidos, son codificados en una palabra con 8 bits como vemos en la figura 11. El primer bit es usado para codificar la polaridad del pulso, o sea, indica si el pulso codificado es negativo o positivo. Cuando el pulso a ser codificado está por encima del

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eje cero, el primer dígito es codificado como "1" y cuando el pulso está por debajo del eje cero, es codificado como "0" (tabla 1, col. 5). Los tres dígitos siguientes son usados para codificar los segmentos de recta, numerados de 1 a 7, como vemos en la figura 10. Como podemos ver, tenemos una tabla de 13 segmentos, siendo 6 los colocados en el 1º cuadrante, por lo tanto positivos, y 6 en el 3º cuadrante, por lo tanto ne- Figura 11 gativos, además del Nº 1 que es común al 1º y 3º cuadrante al mismo tiempo. Para los efectos de la codificación, sólo serán codificados los 7 segmentos positivos o los 7 negativos, pues la polaridad del pulso PAM ya fue determinada por el 1º dígito. Los segmentos son codificados por su código binario correspondiente; por ejemplo, el segmento Nº 1 es codificado por el código binario 001, el segmento Nº 7 es codificado por el Código binario 111, el mismo es válido para los demás segmentos, como vemos en la tabla 1, columna 5. Los 4 dígitos restantes, o sea, los de Nº 5, 6, 7 y 8, son usados para codificar los niveles de cuantización dentro del segmento codificado por los dígitos 2, 3 y 4. La curva de cuantización (figura 10) está formada por 256 niveles de cuantización, siendo 128 positivos y 128 negativos, divididos en 13 segmentos. A su vez, cada segmento está compuesto por 16 niveles de cuantización, con excepción del primero que está formado por 64 niveles. Una vez que fue identificada la polaridad del pulso y el segmento en el cual el pulso está ubicado, no hay más necesidad de identificar el nivel entre los 256 niveles, sino sólo uno entre los 16 niveles del segmento en cuestión. Así, los 16 niveles de cada segmento numerados de 1 a 16, son codificados por los 4 dígitos restantes. Pero debido al hecho de que sólo disponemos de 4 dígitos para codificar 16 niveles, el número de bits no es suficiente, pues el número decimal 16, cuando es codificado en binario ocupa 5 dígitos, o sea (16)10 = (10.000)2. Para subsanar este inconveniente, se usa el siguiente procedimiento: el nivel Nº 1 dentro del segmento es considerado por convención como el número cero; siguiendo el mismo razonamiento, el nivel 16 pasa a ser el nivel 15; el segmento continúa teniendo 16 niveles, pero ahora, numerados del 0 al 15. Ahora los 16 niveles son codificados en binario, usando los 4 dígitos, como vemos en la figura 12-B3. En la figura 10, tenemos 6 pulsos PAM de entrada, con diferentes amplitudes, todos con amplitudes positivas, y en consecuencia todos ubicados encima del eje cero, parte positiva de la curva de los niveles de entrada. En nuestro ejemplo, el primer dígito de la codificación de los pulsos de la figura 10, será siempre "1". El pulso Nº 1, de baja amplitud, ubicado dentro del 1º segmento de la recta, tendrá su amplitud nivelada con el nivel de cuantización 11, del primer segmento, como vemos en la columna 4 de la tabla 1. Así el pulso Nº 1 es codificado dentro de la palabra de 8 dígitos (figura 11) con el siguiente código binario: 1 - 001 - 1011. En la figura 12 tenemos un ejemplo de cómo se hace la codificación de los 16 niveles de cuantización dentro de un determinado intervalo, en este caso el del Nº 5. Como podemos ver en la figura 12, los niveles dentro de ese segmento comienzan en el nivel 81 y terminan en el nivel 96, con un total de 16 niveles. En la columna B1, tenemos la relación entre los niveles de cuantización


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numerados de 81 a 96 y los 16 niveles correspondientes, dentro del segmento en estudio. En la columna B3 de la figura 12 tenemos los 16 niveles numerados de 0 a 15 y en la columna B4 la codificación binaria correspondiente a esos 16 niveles. La codificación usada en la columna B4 es la misma de los 4 últimos bits de la palabra de 8 dígitos, como vemos en la figura 11. Todo el procedimiento visto en la figura 12 puede usarse en la codificación de los demás niveles dentro de cualquiera de los 7 segmentos. Lo expuesto arriba es válido tanto para pulsos positivos como negativos, lo que va a cambiar en términos de codificación es el valor binario atribuido al 1º dígito. Como vemos, el código de 8 bits transporta diversas informaciones referentes a la señal PAM codificada, así como polaridad, amplitud y posición dentro del segmento. Figura 12

PERIODO Y VELOCIDAD DE MUESTREO Considerando la frecuencia de muestreo como de 8.000Hz, el tiempo gastado para hacer un barrido completo de los 32 canales es de: 1 1 TA = ————— = ————— = 125µs fA 8000 Considerando que se gasta un tiempo para muestrear los 32 canales, el muestreo de cada canal tiene una duración de: TA

125µs

TD = ————— = ————— = 3,9µs 32 32

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Esto lo vemos en la figura 13. Figura 13 Se usó una frecuencia de muestreo fA = 8.000Hz para muestrear la señal analógica de cada canal; a su vez, cada muestra obtenida era codificada por un código de 8 bits. Así, para muestrear un canal telefónico se usa una frecuencia de muestreo de 8.000 x 8 = 64.000 bps = 64 kbps. Para muestrear los 32 canales que componen el sistema básico, o de 1º orden, se usa una velocidad de muestreo de 64 kbps x 32 = 2048 kbps = 2,048 Mbps. En la tabla 2 tenemos un resumen de los principales parámetros del sistema básico de 3.012 canales visto arriba.

MULTIPLEXACION TDM DE LOS CANALES TELEFONICOS La multiplexación por Figura 14 división en el tiempo (TDM) es definida como el proceso que nos permite transmitir varios canales telefónicos a través del mismo medio de transmisión. Como vimos, el tiempo para muestrear los 32 canales es de 125ms, ya que cada muestra tiene una duración de 3,9µs, tiempo muy pequeño comparado al tiempo de 125µs, como vemos en la figura 13. En los intervalos entre retirar la 1º muestra de un canal dado y el retiro de la 2º muestra del mismo, son enviadas muestras de otros canales a ser transmitidos. Así, las palabras de código de 8 bits de diversos canales telefónicos son transmitidas en una secuencia cíclica a través del medio de transmisión. Entre dos palabras de código de un mismo canal son introducidas en secuencia


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palabras de código de otros canales, formando así una señal PCM, un tren de pulsos continuos. El circuito de muestreo o MULTIPLEXADOR, puede ser representado por una llave rotativa que hace un barrido completo a cada 125 µs. En la primera vuelta de la llave la misma retira la 1ªmuestra de los 32 canales; en la 2ª vuelta retira la 2ª muestra y esto se repite hasta completar el muestreo de los 32 canales. Las muestras retiradas de cada canal o cada vuelta de la llave son codificadas y transmitidas en la forma de un tren de pulsos. En la secuencia de la figura 14 tenemos un ejemplo de cómo ocurre la multiplexación en el tiempo, tomándose como ejemplo la multiplexación de 3 canales. En la figura 14A tenemos la señal analógica de los 3 canales muestreados en el tiempo. No debemos olvidar que los canales son muestreados a una velocidad de 8.000 muestras por segundo. En la figura 14B tenemos los pulsos PAM correspondientes a los 3 canales muestreados. Como podemos observar, las amplitudes de los pulsos representan la variación en el tiempo de las amplitudes de las señales analógicas vistas en la figura 14A. En la figura 14C tenemos los 3 canales multiplexados en el tiempo, donde los pulsos retirados de uno de los canales son intercalados entre los pulsos de los otros dos canales. El procedimiento descripto en la multiplexación de los 3 canales es válido para la multiplexación de los 32 canales; lo que cambiará en este caso es que vamos a tener más muestras viajando por la línea, siendo una colocada al lado de la otra, como vemos en la figura 14C. Las muestras de los 32 canales son codificadas por el orden de llegada en la entrada del circuito de codificación, en un código de 8 bits y los bits son transmitidos secuencialmente a través del medio de transmisión.

DECODIFICACION DE LAS SEÑALES PCM La decodificación de las señales PCM es el proceso inverso de la codificación; mientras la codificación convierte la señal analógica en muestras y éstas en un código de 8 bits, la decodificación, a partir de los 8 bits, convierte muestras y éstas en señal analógica. Primeramente los 32 canales, recibidos a través del medio de transmisión, son separados a través del circuito de demultiplexación; la señal codificada de cada canal es enviada a su respectivo circuito de decodificación. Las muestras codificadas recibidas son inicialmente convertidas en una señal PAM. Figura 15

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Como vimos, las muestras codificadas transmitidas transportan consigo diversas informaciones, así como la polaridad de los pulsos, ubicación dentro del segmento, y del nivel dentro de ese segmento. Es a través de esas informaciones transportadas que el circuito de decodificación del lado B recompondrá la señal PAM transmitida de A a B. Así, a partir de las muestras codificadas recibidas es que la señal analógica aplicada en la entrada del canal (lado A) es reconstituida en la salida. Los pulsos PAM recuperados en la salida presentan las mismas características que poseían antes de haber sido codificados, así como la amplitud y la variación en el tiempo. En la figura 15 tenemos un diagrama básico simplificado por un decodificador, formado por 2 bloques, usado en la recepción de señales codificadas en PCM. La señal PCM, codificada en una palabra de 8 bits, es aplicada a la entrada del decodificador, donde el tren de pulsos es transformado en una señal PAM en la salida, con el mismo formato de la señal PAM aplicada en la entrada del codificador. La señal analógica o señal de voz es reconstituida a partir de la señal PAM recuperada. Esta es aplicada al filtro pasabajas (FPB) con frecuencia de corte fc = 3,4kHz, dejando pasar sólo la frecuencia fundamental de la señal muestreada (0,3 a 3,4 kHz), donde la señal PAM es convertida en la señal analógica correspondiente. Como podemos observar, el filtro hace la función inversa del circuito de muestreo, convirtiendo a la señal PAM en analógica. Así, la señal de voz aplicada en la entrada del sistema PCM es recuperada en la salida.

FORMACION DE SISTEMAS PCM DE JERARQUIA SUPERIOR El equipo PCM de primer orden tiene capacidad de multiplexar y transmitir como máximo 30 canales telefónicos con velocidad de muestreo de 2.048kbps. Cuando hay necesidad de transmitir a través del mismo medio de un número de canales superior a éste, los canales son agrupados a través de la multiplexación hasta conseguir el número de canales deseados. Para conseguir tal objetivo, se agrupan 4 sistemas de 1º orden para formar un sistema de 2º orden con capacidad máxima de 120 canales y una velocidad de muestreo de 8.448 kbps; el mismo es válido para los demás sistemas (tabla 2). Como vemos, 4 sistemas de orden inferior son agrupados para formar un sistema de orden inmediatamente superior. A través del agrupamiento sucesivo podemos llegar hasta sistemas de 5º orden con capacidad máxima de 120 canales y una velocidad de muestreo de 8.448 kbps; el mismo es válido para los demás sistemas (tabla 3). Como vemos, 4 sistemas de orden inferior son agru-


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pados para formar un sistema de orden inmediatamente superior. A través del agrupamiento sucesivo podemos llegar hasta sistemas de 5º orden con capacidad de 7.680 canales telefónicos, codificados en PCM, siendo ésta la capacidad máxima conseguida actualmente.

FDM: SISTEMA MULTIPLEX POR DIVISION DE FRECUENCIA Consiste en modular la información de cada canal por medio de portadoras de distintas frecuencias, sumar la información resultante y enviarla por un mismo vínculo de comunicaciones, según se representa gráficamente en la figura 16. Supongamos que vamos a multiplexar dos canales con portadoras P1 y P2 respectivamente; a la salida de uno tendremos la información de cada canal en doble banda lateral, luego por medio de sendos filtros rescatamos la banda lateral superior y las sumas para transmitirlas por un mismo vínculo. Si las portadoras están lo suficientemente separadas no habrá superposición de la información transmitida. El resultado lo vemos en la figura 17. Normalmente la banda fónica va desde 300 hasta 3.400Hz, por lo tanto puede quedar libre Figura 16

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Figura 17

la banda entre 0 y 300Hz y la banda entre 3.400 y 4.000Hz. Por lo tanto, como información se envían las señales necesarias entre 300 y 3.400Hz tal como se ve en la figura 18. El ancho de banda del vínculo de comunicaciones determina la cantidad máxima de canales que se pueden transmitir por él.

Figura 18

FDM A 4 HILOS Se denomina FDM al sistema Multiplex por División de Frecuencia. Antes que nada, digamos que el abonado posee dos hilos. Un híbrido separa TX-Rx (transmisión de recepción). Hecho esto se modula Tx y Rx de cada canal con igual portadora y se efectúa la comunicación con idénticas frecuencias por medio de un vínculo formado por 4 hilos reales (figura 19). En la figura 20 se expresa cómo se conforman las señales en un sistema FMD. En este tipo de sistema, cada canal telefónico se modula en un modulador balanceado con portadoras diferentes y se transmite en BLU. Todos los canales toman BLS o BlI con una separación de 4kHz por cada canal. La portadora Figura 19


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Figura 20

de cada modulador debe estar separada en 4kHz. Para entender mejor esto supongamos que quiero Tx dos canales telefónicos por FDM para lo que uso dos portadoras P1-P2. A la salida de cada modulador coloco dos filtros pasabanda para tener BLI o BLS. La salida de estos filtros es la entrada de un acoplador que enviará las dos informaciones por un solo vínculo de Tx. En el diagrama de la figura 20, los canales se modulan en amplitud y aquí se observa que las P1 y P2 están separadas a 4kHz. NO HAY Tx DE PORTADORA, pero sí señales de sincronismo y señalización junto al paquete transmitido. Nota de Redacción: Más información sobre el sistema Múltimplex puede conseguirla en el libro “Telefonía” de Editorial Quark o puede bajarla de nuestra página web: www.webelectronica.com.ar dirigiéndose al ícono password e ingresando la clave: telcelu **************

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CAPÍTULO 3 TELEFONIA CELULAR Funcionamiento, Características TELEFONIA CELULAR En la década del 70 comenzó a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de Norte América, que permitía la comunicación entre abonados movilizados a bordo de diferentes automóviles, quienes también podían establecer comunicación entre abonados fijos de la red telefónica convencional (con tendido de cables). Para una mejor definición ITMS significa "Sistema de Telefonía Móvil Mejorado" y es bastante similar al sistema de telefonía celular que hoy es ampliamente utilizado tanto en nuestro país como en el resto del mundo. Damos a continuación algunos términos básicos referentes a la telefonía móvil: Trunking Se llama "trunking" a un conjunto de varios canales combinados, que ofrece automáticamente la estación móvil de cualquier canal que esté libre, para que origine o reciba llamadas. Con esta técnica se aprovechó mucho mejor el espectro de frecuencias y así aumentó la eficiencia del tráfico telefónico. El sistema funcionó bien en la década del setenta, tras la construcción de sintetizadores de frecuencia que sintonizaban varias frecuencias al mismo tiempo. SMC: Sistema Móvil Celular La solución para todos los problemas presentados en el sistema móvil convencional residen en la creación estructural de las celdas, que contienen transceptores que operan en potencia baja, en que poseen frecuencias distintas y consiguen capturar la señal de un abonado que esté dentro de su radio de acción. Surgió entonces el SMC (Sistema Móvil Celular), en el que son distribuidas celdas que contienen, cada una, un equipo de radio transmisor/receptor denominado EBRF (Estación Base de Radiofrecuencia). Celdas Una celda es una área determinada que recibe la cobertura de una EBRF y que mantiene la calidad de transmisión y recepción dentro de los estándares establecidos por el sistema. Para entender mejor el tema, imaginemos que el terreno que rodea la antena de la EBRF es todo plano y que no hay obstáculo alguno, el área abarcada por el transmisor será circular. Sin embargo, en la práctica, no es así, porque tenemos edificios, desniveles, árboles, etc. y la situación se presenta diferente. Aparecen regiones donde la EM (Estación Móvil) no consigue captar la señal


Figura 1

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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS proveniente de la EBRF, llamadas Regiones de Sombra. Como representación gráfica se adoptó el formato de un hexágono y los hexágonos agrupados uno al lado del otro tal como podemos observar en la figura 1. Existen celdas sectorizadas en las cuales, las antenas se montan de tal forma que tengan 3 sectores de actuación, o sea, la torre posee 3 grupos de antenas, cada una cubre 120 grados. De esta forma, un grupo de antenas será responsable por el primer grupo de canales, otro lo será por el segundo y el último por el tercer grupo de canales, queda la EBRF como responsable por 3 sectores. Pero no siempre funciona de esa forma, puede ocurrir que se quiera cubrir solamente una determinada área, ahí se utilizará, por ejemplo, un solo sector. Para cubrir una ciudad, por ejemplo, se aglomeran varias celdas. Cluster La cantidad total de los canales que la banda de frecuencias requiere se distribuye entre varias celdas. A ese aglomerado de celdas se le da el nombre de cluster, que puede ser de distintos tipos o patrones de reutilización, a saber: K = 3, K = 4, K = 7 (figura 2), etc. Hand-off Término usado cuando el canal de voz de una EM es desviado hacia otro canal, mientras dura el movimiento de esa EM, efecto controlado por la CCC. Esto ocurre en el momento en que hay degradación en la señal enviada por la EM a EBRF, en las siguientes situaciones: 1 - Cuando la EM sale de los límites de la celda/sector, o la señal queda debajo de la CCC, como constantemente está midiendo esa señal, conmuta la EM hacia otro canal perteneciente a la nueva celda/sector, con niveles más altos para la comunicación. 2 - Cuando hay degradación en la RSR (Relación Señal/Ruido); o sea: el ruido continuo en el canal de voz es mayor que la señal de referencia emitida. Roaming Término que significa desplazarse e indica la utilización de una llamada telefónica celular móvil, en una CCC que no es la original del abonado celular móvil. En otras palabras, es cuando un abonado móvil utiliza una CCC que no es la propia, en la que está debidamente registrado para efectuar y para recibir una llamada telefónica. Es como si el abonado alquilara un canal de la CCC visitada y se lo llama "visitante". La CCC visitada recibirá el anuncio Figura 2 de llegada del visitante a través del roaming automático; es decir: el aparato celular manda una señal hacia la CCC de alquiler y ésta le devuelve, a través del canal de control, la identificación del

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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS área visitada y en el display del ROAM aparece el mensaje. Ya reconocido el visitante, al solicitar o recibir una llamada, la CCC visitada entra en contacto con la CCC de registro del abonado y obtiene su archivo de abonado, que contiene informaciones personales, como ESN (Electronic Serial Number), el número de serie del aparato celular, que fue grabado por el fabricante, la categoría del abonado, etc. Ese reconocimiento se hace con el número telefónico del visitante, y las dos CCC son conectadas mediante un canal apropiado para el intercambio de informaciones.

EL SISTEMA MOVIL CELULAR Un sistema móvil celular (SMC) básicamente está formado por 3 partes: 1) Estación Base de Radiofrecuencia (EBRF), 2) Central de Conmutación y Control (CCC) y 3) Estación Móvil (EM) La EBRF es una interface entre la CCC y las EMs; sus funciones básicas son: - Para datos: convierte la señalización propietaria que la une a CCC en el protocolo AMPS entre EBRF y EMs. - Para voz: convierte las señales digitalizadas de voz que transitan en los enlaces entre CCC y EBRF, en señales analógicas para la transmisión FM entre EBRF y EMs. - Para supervisión de canal de radio: monitorea los canales de voz en conversación para comparar la intensidad RF de la señal y la RSR de la señal de voz, que indica a la CCC cuando los valores medidos están fuera de las especificaciones, para que ésta aplique los procedimientos de Handoff. En la figura 3 se puede observar un diagrama en bloques de los principales componentes de una red de telefonía celular. Figura 3

* El Mobile Switching Center (MSC) es quien realiza las funciones telefónicas en la red. Controla las llamadas de y hacia otros sistemas telefónicos y de datos tales como la red de telefonía fija (PSTN), la red de servicio integrados (ISDN). Es quien coordina la comunicación entre los Media Gateways. Cuando se intenta establecer una llamada hacia un teléfono celular, un MSC actúa como GATEWAY-MSC. El GATEWAY-MSC.


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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS * El Radio Network Controller (RNC) Maneja todas las funciones relacionadas con las ondas de radio del sistema, es quien asigna los canales de radio y quien se encarga de que la llamada siga establecida aunque el teléfono se cambie de celda * El Base Transciever Station (BTS) es la Interface de radio, aquí residen las antenas de comunicación. El rango de cobertura de las antenas es comúnmente llamado celda. En un BTS generalmente se montan 3 celdas. * El Home Location Register (HLR) es una base de datos centralizada donde se almacenan y se manejan las subscripciones de los teléfonos de la red. Aquí se almacena la información referente al subscriptor hasta que su subscripción es cancelada. Dentro de los datos almacenados aquí se encuentran: La identidad del subscriptor. La última localización del subscriptor. Los servicios a los cuales tiene acceso. * El Media Gateway es quien administra y conecta los recursos para medios de comunicación. Existen Media Gateway para Voz, Datos y Video. Las conexiones Figura 4 son requeridas y liberadas por el MSC.

COMO SABE LA RED LA UBICACION DE UN MOVIL

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Las celdas siempre transmiten la identificación de cada teléfono (figura 4) de manera tal que en la medida que el teléfono se mueve, éste es identificado por la celda que corresponde a la zona de ubicación (figura 5). La identificación del teléfono por una celda se hace a través de un controlador de Radio Enlace (RMC) y por el correspondiente Switch (MSC) (figura 6). Dicho de otra manera, cuando el teléfono entra en zona de cobertura de una celda, se piden los datos del subscriptor a la base de datos HLR a través de un RMC y de un MSC (figura 7). Cuando la base de datos reconoce la identificación del móvil, de inmediato le da de baja a la última ubicación que tenía en memoria y fija los datos de la nueva ubicación. Luego, el HLR manda al swicht MSC los datos del abonado (servicios contratados, tipos de controladores, crédito disponible, etc.) de manera tal que ahora el teléfono está en condiciones de realizar llamadas desde una nueva ubicación (bajo el control de una nueva celda). ESTABLECIMIENTO DE UNA LLAMADA Cuando se recibe una solicitud de llamada a un móvil, los datos se envían a un swicht “concentrador” llamado Gateway MSC. Es-

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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS te concentrador va buscar a la base de datos (HLR) toda la información del teléfono al que se está llamando (figura 8) para saber la posición del celular buscado. Como el HLR tiene información de todos los celulares, le pide a otro swicht (MSC) que proporcione un enrutamiento temporal para establecer la comunicación en base a los datos almacenados (sobre la posición tanto del móvil, que llama como del teléfono buscado, figura 9). De esta manera se encuentra al MSC que tiene el enlace del teléfono buscado y, por medio del HLR se establece una comunicación entre el MSC que pide la comunicación y el MSC del teléfono al que se está llamando. (figura 10). Tenga en cuenta que aquí han intervenido dos tipos de MSC, por un lado el Gateway MSC que es el que tiene los datos de los teléfonos y por otro lado un Media Gateway que es el que dice qué tipo de enrutamiento se realiza, es decir, si es un canal de datos, de voz, de video, etc. (figura 11). Es decir que, una vez que se encontraron todos los datos de los dos teléfonos, el Gateway MSC selecciona un Media Gateway específico (de voz, datos o video) y enruta la llamada mediante un enlace temporal. Al recibir la llamada, el MSC envía al celular llamado la señal de alerta para que sepa que es requerida una comunicación (figura 12) por medio de un RNC. Una vez que el celular responde, se establece la comunicación a través de un canal de radio (figura 13)

Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11

TELEFONOS CELULARES Poder hablar mientras se viaja siempre ha sido un lujo codiciado para muchos usuarios, la comunicación portátil ofrecía conveniencia y eficiencia. La comunicación móvil ha existido por espacio de 60 años en la forma de tecnología de radio, finalmente se ideó un equipo de radiotelefonía que permitirá enlazarse en forma directa mediante radio con la RTPC desde radioteléfonos que se encontraban en automóviles. La tecnología de radiotelefonía estaba limitada por dos factores muy importantes:

Figura 12

En primer lugar sólo hay un número limitado de canales en la Figura 13 RF (gama de frecuencias), la banda normal de telefonía podía dar servicio hasta 2000 canales. En segundo lugar la radiotelefonía era un servicio centralizado, uno se suscribía a un servicio local y sólo se recibía servicio de ese proveedor, el alcance estaba limitado por las instalaciones del radioproveedor.


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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS La compañía estadounidense de telefonía y telegrafía (AT&T) fue la primera que se dedicó al rediseño de la telefonía móvil desarrollando el servicio avanzado de telefonía móvil (o AMPS) hoy conocido simplemente como sistema celular.

ESTRUCTURA CELULAR En vez de establecer una sola trayectoria de comunicación de alta potencia entre dos puntos, el sistema celular divide una región geográfica en áreas relativamente pequeñas (celdas). Cada celda cuenta con una estación que está equipada con un sistema de radio de baja potencia y equipo controlado por computadora para enlazar cada celda con una oficina móvil de conmutación telefónica (OMCT) centralizada. Los usuarios finales no se comunican directamente con la OMCT sino con su estación de celda más cercana, posteriormente cada estación de celda se comunica con la OMCT regional. De esta manera se puede crear una red de muchas estaciones de radio independientes en un área muy grande.

FUNCIONAMIENTO DEL TELEFONO CELULAR Los teléfonos celulares pueden descomponerse en tres módulos bien definidos como se muestra en la figura 14, que son: el módulo de radio (RF = radio frecuencia), el módulo de audio (AF audiofrecuencias) y el módulo lógico de control (CPU). Módulo de RF El módulo de RF tiene a su cargo todas las señales que entran o salen del teléfono celular, como se muestra en la figura 15. El circuito receptor de RF filtra y demodula las señales recibidas. La salida del módulo de RF se aplica al módulo de AF. A diferencia de los radiorreceptores tradicionales en los que se usa sintonización manual para definir el canal deseado, el teléfono celular usa un circuito sintetizador de frecuencia de precisión que puede ajustarse a cualquiera de los 666 canales celulares asignados. El canal seleccionado en un momento dado está determinado por el módulo lógico de control. Figura 14 Conforme su teléfono celular se mueve de una celda a otra, las frecuencias de transmisión y recepción se cambian tomando en cuenta los canales disponibles de la nueva celda. Las instrucciones que indican qué frecuencias cambiar son recibidas como señales de información y son procesados por un módem en el módulo lógico de control del teléfono celular. Las señales de voz provienen del módulo de AF y las señales de información provenientes

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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS de la unidad lógica de control Figura 15 se envían al circuito transmisor de RF que las coloca sobre la portadora de RF apropiada, las filtra, las amplifica y las aplica a la antena. La frecuencia portadora de RF está determinada por la celda particular en que se encuentre. El circuito sintetizador de frecuencia de canal por lo general consta de un oscilador de base que trabaja conjuntamente con un sintetizador de frecuencia de recepción y un oscilador de frecuencia de transmisión. El sintetizador de frecuencia de recepción recibe una señal digital de control de módulo lógico de control y produce un voltaje proporcional a la frecuencia deseada. Un oscilador controlado por voltaje, o Vco, convierte el voltaje proporcional en la señal del oscilador. El circuito de portadora de transmisión es similar. Las señales digitales de control del módulo lógico de control establecen un voltaje que es proporcional a la frecuencia deseada. El voltaje proporcional excita a un Vco que produce la frecuencia del oscilador. Módulo de AF El módulo de AF es responsable de la conversión de las señales de FI (frecuencia intermedia) provenientes del módulo de RF en señales de voz que se puedan oír en el receptor del teléfono celular, como se muestra en la figura 16. Generalmente se incluye un segundo elemento receptor para producir señales de advertencia, tales como las señales de llamada. Los tonos de DTMF y la voz provenientes de un micrófono se filtran, se mezclan y se aplican al módulo de RF para ser modulados, junto con las señales de control provenientes de un móFigura 16 dem en el módulo lógico de control. Una porción de la voz transmitida regresa al receptor como tono local. Las funciones de transmisión y recepción de AF están bajo control directo del módulo lógico de control. Módulo lógico de control Como puede verse en el diagrama a bloques de la figura 17, el módulo lógico de control es base de un teléfono celular. El módulo lógico de control tiene una estructura similar a la de una compu-


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T ELEFONÍA C ELULAR : F UNCIONAMIENTO , C ARACTERÍSTICAS tadora personal. La CPU principal controla el teléfono celular con base en un conjunto de instrucciones permanentes (su programa) grabadas en una memoria permanente (ROM). Se incluye una memoria temporal (RAM) que almacena variables tales como el canal de uso, el valor seleccionado de potencia del transmisor, etc, así como los resultados de cualquier comparación lógica u operación matemática requeridos cuando el programa del teléfono no esté corriendo. Se usa una memoria borrable (EPROM) para almacenar información que es exclusiva de cada teFigura 17 léfono, tal como el número asignado al teléfono celular. A este tipo de memoria algunas veces se le denomina MAN, o módulo de asignación de número. La CPU tiene el control directo de los módulos AF y de RF, así como el generador de DTMF. Puesto que un teléfono celular es una parte activa de la red celular, debe estar en contacto constante con la red. Además de las señales de voz y de DTMF, el teléfono celular debe transmitir y recibir información de la estación de celda en uso. Un CI de módem se usa para añadir información a la señal transmitida e interpretar las órdenes e información provenientes de la red celular. La CPU también se hace cargo del funcionamiento del CI del controlador celular. El controlador celular generalmente es un ASIC sofisticado que es responsable de interconexión con el sistema de presentación visual y de teclado del teléfono celular. El controlador celular realiza los ajustes de los sintetizadores de frecuencia de transmisión y recepción en el módulo de RF. PROBLEMAS EN LOS TELÉFONOS CELULARES Los problemas de los celulares tienen que ver entre el teléfono celular y una estación de celda, por ejemplo las pérdidas de señal, que se debe a que las señales de radio en la gama de 800 a 900MHz tienen los problemas del debilitamiento por obstáculos como los edificios y superficies lisas y pueden ser bloqueadas completamente por obstáculos geográficos grandes tales como colinas o montañas. Las áreas muertas como colinas, áreas montañosas o urbanas densas a menudo experimentan zonas muertas. Las señales son absorbidas o reflejadas evitando que las ondas de radio se propaguen, algunas zonas muertas pueden eliminarse cambiando la localización de la estación de celda o dividiendo la celda para añadir estaciones adicionales que cubran adecuadamente el área afectada. También se puede tener problemas con las baterías que son alimentadas. Y también se tiene el problema que las personas con radios comunes puedan escuchar la conversación pero como la transmisión se realiza a diferente frecuencia que la recepción sólo se podría escuchar una parte. ******

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CAPÍTULO 4 SISTEMAS PARA TELEFONIA CELULAR GSM, UMTS Y GPRS COMO FUNCIONAN La utilización de las ondas radioeléctricas es el medio más eficaz para establecer comunicaciones con puntos móviles. Sin embargo, el espectro radioeléctrico es limitado y su utilización sólo es posible mediante una reglamentación muy estricta que permite la optimización de la asignación de frecuencias para cada país. Los primeros sistemas diseñados en los años 20 para uso de la policía en EE.UU asignaban a cada vehículo un canal de radio permanente que quedaba totalmente inactivo durante los períodos de silencio. En la década del 60, con la proliferación de las cadenas de radio, televisión, el uso cada vez más frecuente de los radioenlaces de microondas, los enlaces de satélite, etc, la ocupación del espectro era tan grande que hubo que pensar en la forma de hacer más eficiente el uso del espectro radioeléctrico, permitiendo la evolución de la telefonía móvil. El primer avance significativo fue la introducción del trunking automático. El sistema trunking consiste en la asignación de un canal libre existente dentro de un conjunto de canales disponibles, y que se mantiene solamente durante el tiempo que el canal se está usando en la conversación, pasando al estado de disponible para otro usuario cuando haya terminado la conversación que se desarrollaba a través de él. De este modo el número de canales que hay que instalar y que ocuparán el espectro se reduce notablemente ya que, por más que haya millones de usuarios, sólo algunos están hablando al mismo tiempo. El trunking automático es la asignación de canal totalmente automática, sin la intervención de una persona. El paso siguiente en el aprovechamiento del espectro radioeléctrico es el concepto celular, propuesto por la "Bell South" a principios de los años setenta. La telefonía celular se basa en la reutilización de los canales mediante la división del espacio en celdas continuas que se controlan desde una estación base con unos determinados canales. La reutilización de frecuencias no es posible en células contiguas, pero sí en otras más alejadas. El número de veces que un canal puede ser reutilizado es mayor cuanto más pequeñas sean las células. La red celular se compone así de un conjunto de estaciones base desplegadas por el territorio a cubrir por el servicio y que están conectadas entre sí o con centro de conmutación con acceso a la red telefónica publica, a la RDSI (red de servicios integrados) o a otra red celular móvil. La estación base que recibe al móvil con un mayor nivel de potencia es la que queda asignada al mismo. Ahora bien, como el teléfono celular puede mo-


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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR verse, si otra estación base recibe la señal procedente de la estación móvil con un nivel de potencia superior a 3db al que esté recibiendo la estación que lo está controlando se produce la conmutación del canal y de la estación base a la que está conectada el terminal móvil, más adelante volveremos sobre este concepto. Este procedimiento se llama "handover" de potencia. Asimismo existe un handover de calidad que se realiza de manera similar al anterior pero que en vez de considerar el nivel de señal para decidir sobre la conmutación de la estación base a la que está conectado un terminal móvil considera la calidad de la señal radioeléctrica. Tal como vimos en el capítulo 3, y como describiremos más adelante, a los fines prácticos solemos decir que las celdas de estos sistemas son hexágonos puros regulares, formando retículas que se agregan unas a otras sin limitación. La realidad es otra, el objetivo de un sistema celular es reutilizar canales, pero al estar estos canales asociados a estaciones base, lo que se hace es repetir estaciones base. Se dice que una estación se repite cuando tiene la misma tabla de frecuencias que otra determinada. Con tres tipos de estaciones base se puede cubrir un territorio extenso sin que queden enfrentadas dos estaciones del mismo tipo, es decir que tengan un mismo grupo de frecuencias. En condiciones teóricas de terreno llano, las estaciones formarían retículos formando triángulos equiláteros, no obstante la teoría sobre celdas perfectamente hexagonales no se da en la realidad. Las bases se despliegan de forma irregular según el terreno, buscando un mínimo de zonas de sombra. El problema de la red está en determinar la ubicación idónea de las estaciones base para conseguir una mayor cobertura y minimizar las zonas de sombra. Lo habitual de las estaciones base es que tengan un diagrama de radiación omnidireccional, es decir, que transmitan en todas las direcciones con la misma potencia y frecuencias. Si bien y para el mejor aprovechamiento del espectro y de la potencia radiada por las antenas, se puede sectorizar la radiación concentrando la potencia hacia un determinado sector. Se trata así de aprovechar la potencia enviada al celular, dado que éste solo puede estar en un lugar determinado y la potencia enviada en otras direcciones se perdería. Se trata de que cada base alimente a tres antenas que radian cada una para un determinado sector en principio de 120˚. Este es el caso más común de sectorización, si bien se utilizan además, otras configuraciones. El diagrama de radiación de estas antenas no son uniformes siendo más intensa en la bisectriz del sector y diminuyendo en los extremos. En la práctica, en zonas muy congestionadas por la demanda de comunicaciones móviles los sectores de 120˚ no son operativos. Normalmente se instalan seis antenas en cada estación base que suponen seis sectores de 60˚ cada uno en cuyo centro está la estación base de modo que si un móvil sale de un sector y entra en otro que pertenece a la misma estación no se produce -handover- concebido éste como cambio de la estación base a la que está conectado un equipo móvil, sino que cambia de asignación de antena.

BREVE HISTORIA DEL TELEFONO CELULAR Hasta hace unos 25 años, antes de la invención de las células (o al menos de su puesta en marcha en forma masiva), las personas usaban radioteléfonos que transmitían para una antena central en cada ciudad con 25 canales disponibles. Una antena aislada de esta manera exigía un transmisor potente, o suficiente para transmitir a 60 o 80 kilómetros. Todo esto significaba que no todos podían usar radioteléfonos: no sólo era caro como simplemente no existían frecuencias suficientes.

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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR Cuando se inventó el sistema de células, se tuvo en cuenta que las ciudades podrían ser divididas en espacios más reducidos, círculos de transmisión llamados células, lo que permitía el uso extensivo de las frecuencias en todas las ciudades, sin problemas, a través de la reutilización. El funcionamiento es el siguiente: “la operadora reparte el área en varios espacios, en varias células, normalmente hexagonales (forma geométrica que permite ocupar todo el espacio y se aproxima mucho a la circunferencia, vea el capítulo 3). En cada célula existe una estación base transmisora, típicamente, una simple antena. Cada célula consigue utilizar varias decenas de canales, lo que da la posibilidad de que varias decenas de personas se puedan comunicar simultáneamente en cada célula. Cuando una persona se mueve de una célula para otra, pasa a utilizar la frecuencia de la nueva célula, dejando libre la célula anterior para ser usada por otra persona. Como las distancias de transmisión no son muy grandes debido a la cercanía entre células, los teléfonos móviles pueden transmitir con poca energía permitiendo el uso de pequeñas baterías que permiten un tamaño y un peso reducido. Son, por tanto, las células, que tornan posibles los teléfonos móviles como los conocemos “hoy”. Cuando el operador recibe una llamada, intentará encontrar el teléfono móvil de destino. Antes del enrutamiento de la señal, el operador intenta localizar al teléfono de destino a través de una señal masiva enviada a todas las células, de la región que opera, hasta encontrar el teléfono apropiado, e informa el teléfono móvil y la estación base de la célula de la frecuencia en que opera. Cuando el aparato móvil se aproxima al límite de cobertura de la célula, la estación se da cuenta que la señal está más débil, mientras la estación de la célula siguiente descubre que la señal de ese teléfono se está fortaleciendo. De esta manera el teléfono móvil recibe la orden de pasar de la frecuencia de la primera célula para otra frecuencia en la célula siguiente. A esta operación se llama el handoff. Cabe aclarar que en los sistemas modernos, el teléfono móvil recibe una identificación del sistema del operador cuando se enciende. Si, en ese momento, el teléfono móvil detecta que la Identificación del Sistema no es la de su operador, es porque está en roaming, o sea, está usando los servicios prestados por otro operador, un sistema que permite usar el mismo teléfono móvil en diferentes regiones (y hasta en diferentes países). Cuando es encendido, el celular también transmite un pedido de registro. A partir de ahí, la red se mantendrá el contacto y tendrá siempre presente que en esa célula está el teléfono celular registrado y no tendrá problemas en encontrarlo en caso de recibir una llamada. A medida que el teléfono pasa de una célula para otra, la red hará un registro. Si el móvil descubre que no está registrado, es porque está fuera del alcance de la red y dirá que “no tiene red o que está apagado”.

EL TELEFONO CELULAR DIGITAL Como es lógico suponer, la cap[acidad de un sistema analógico es limitada. A pesar de que varias decenas de personas puedan utilizar la misma célula, hay un límite para el número de personas que pueden usar una celda, conforme a la cantidad de frecuencias asignadas. Los teléfonos digitales, pese a usar la misma tecnología de radio que acabamos de describir, convierten la voz en códigos digitales y la comprimen, de forma que cada llamada telefónica ocupa 3 a 10 veces menos espacio que una llamada analógica, además de permitir una mayor manipulación de datos para colocarlos en espacios adecuados, lo que aumenta significativamente su capacidad.


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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR Ahora bien, mientras que los teléfonos de 1ª generación (Analógicos) y de 2ª generación (Digitales) transmiten a través de un flujo continuo de ondas de radio, los móviles del futuro transmitirán en minúsculos ciclos de información. Con esta tecnología, los móviles operarán como si transmitiesen en código morse a alta velocidad, donde cada ciclo corresponderá a un trazo o un punto con una velocidad de 40 millones de trazos y puntos por segundo. De esta manera, los teléfonos móviles conseguirán transmitir enormes cantidades de información usando poca energía para obtener mejor calidad de transmisión. Los móviles modulares asumen un flujo constante de información, de modo que la señal tiene que sobreponerse al ruido, exigiendo más energía. Con la transmisión de impulsos, el sistema se hace casi inmune al ruido y asi puede usar menos energía, además permite la manipulación de señales con mayor facilidad que que amplía el espacio de transmisión, ya que las antenas no interfieren unas con las otras, pudiendo ignorar las señales unas de las otras como si se tratase de ruido.

¿QUE PRECISA UN TELEFONO CELULAR PARA FUNCIONAR? Si bien en el capítulo anterior hemos descripto cómo funciona un celular, digamos que para comprimir y descomprimir señales digitales codificadas, tienen que procesar millones de cálculos por segundo. No obstante, como “aparatos”, son compuestos apenas de algunos partes a saber: * * * * * * *

Un micrófono; Un parlante; Una pantalla de cristal líquidos o plasma; Un teclado; Una antena; Una batería; Una placa de circuitos electrónicos.

El teléfono posee un microprocesador que realiza cálculos a gran velocidad, llamado DSP, o «Digital Signal Processor» (Procesador Digital de Señales). Este procesador hará toda la compresión y descompresión de los datos a la velocidad de 40 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). El microprocesador reconoce las tareas del teclado y procesa la señal mostrada en la pantalla, gestiona los comandos y controla las señales de la estación base, además de coordinar las demás funciones. Sin embargo, no debemos olvidar que los teléfonos móviles son aparatos sofisticados que padecen de varios problemas, algunos son: * Corrosión interna de algunos componentes por humedad excesiva o móvil mojado; * Daños por calor extremo, en un coche, por ejemplo, puede dañar la batería o los componentes electrónicos; * Daños por frío extremo que puede causar la pérdida momentánea de la señal; * Clonaje; etc. El clonaje ocurre cuando los impulsos de identificación del teléfono móvil son tomados por un scanner ajeno. Los códigos de identificación así captados pueden entonces ser usados para hacer llamadas que son contadas en la cuenta del móvil original.

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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR EL IMEI Los teléfonos móviles GSM poseen un código denominado de IMEI (International Mobile Equipment Identity), el cual permite la identificación del terminal dentro de la red. El IMEI consiste de un código de 15 números que se transmite cuando el teléfono celular se conecta a la red. Con este número, la operadora identifica el estado del terminal, dentro de una base de datos, denominada EIR (Equipment ID Register), dentro de la cual existen dos listas especiales. El EIR determina si el teléfono móvil se puede conectar a la red para hacer / recibir llamadas. Si el IMEI es válido (se encuentra en la lista dentro del EIR) la operadora puede hacer dos cosas: * Coloca el código del terminal en la lista "gris". Todavía es posible utilizar el teléfono móvil, pero éste puede ser monitoreado para descubrir la identidad del operador (a través de la información de las tarjetas SIM) * Bloquea completamente el uso del teléfono móvil en la red (la denominada lista "negra"). El terminal no puede ser utilizado en cualquier red donde esté listado en el EIR. Para conocer el IMEI de un celular debemos consultar la parte de atrás del terminal, o digitar el código: *#06# Un código IMEI se encuentra dividido en cuatro partes. En el ejemplo de un IMEI nº 544905 33 095674 0 sería: 544905 Type Approval Code (TAC). Los primeros dos números indican el país. 33 Final Assembly Code (FAC). Indica el fabricante. 095674 Número de serie del teléfono móvil. 0 Número adicional, de reserva. Los números que indican el fabricante son los siguientes 01, 02 AEG 07, 40 Motorola 10, 20 Nokia 35 Mitsubishi Trium 30 Ericsson 40, 41, 44, 52 Siemens 47 Option International 50 Bosch 51 Sony, Siemens, Ericsson 60 Alcatel 70 Sagem 75 Dancall 80 Phillips 85 Panasonic SERVICIOS GSM: (Global System for Mobile Communication) Hasta hace un tiempo, se podía mantener una comunicación únicamente dentro del territorio donde se había efectuado la suscripción. Los standards técnicos, diferentes de nación a nación, incompatibles entre sí, impedían recibir llamadas o hacerlas fuera de la propia nación. Hoy, las barreras


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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR de comunicación han sido abatidas: además del notable Servicio HISTORIA DEL GSM Radiomóvil Etacs (Extended Total Access Cellular System), está a Desde el principio de los 80, después de que el disposición el Servicio Radiomóvil Internacional GSM, basado en NMT (“Nordic Mobile Telephone”, sistema de telefonía móvil analógico de cobertura escandinava) fununa tecnología digital de absoluta vanguardia. cionara con éxito, fue obvio para varios países euEl sistema de comunicación GSM, introducido en Italia a princi- ropeos que los sistemas analógicos existentes, tenían Primero, la potencial demanda de serpios de octubre de 1992, permite, en particular, efectuar Roaming limitaciones. vicios móviles fue mayor de la capacidad esperada Internacional o bien hacer o recibir, en el extranjero, llamadas code las existentes redes analógicas. Segundo, las diferentes formas de operación no ofrecían compatibimo si se hicieran desde Italia. De hecho, se han firmado acuerdos lidad para los usuarios de móviles: un terminal TACS de telefonía móvil analógico puesto en funbilaterales que permiten a los Clientes de Telefonía Móvil GSM tras- (servicio cionamiento en el Reino Unido en 1985) no podía ladarse con el propio móvil y continuar disfrutando del servicio en acceder dentro de una red NMT, y viceversa. Además, el diseño de un nuevo sistema de telefonía cediferentes países europeos y no europeos. En un primer momento lular requiere tal cantidad de investigación que ninel servicio GSM se concibió como el standard europeo para las co- gún país podía afrontarlo de forma individual. Todas estas circunstancias apuntaron hacia el diseño de un municaciones móviles digitales, pero se está convirtiendo, de he- nuevo sistema, hecho en común entre varios países. principal requisito previo para un sistema de cho, en standard mundial. Otras 100 redes GSM se hicieron ope- radio Elcomún, es el ancho de banda de radio. Esta rativos en junio de 1996; cada día en todo el mundo se realizan condición había sido ya prevista unos pocos años antes, en 1978, cuando se decidió reservar la bancerca de 30.000 contratos y se efectúan cerca de 40 millones de da de frecuencia de 900 ± 25MHz para comunicamóviles. Este problema fue el mayor obstácullamadas. En el 2000 los expertos prevén que estarán en circula- ciones lo solucionado. Quedaba organizar el trabajo. El ción por el mundo alrededor de 100 millones de abonados. El as- mundo de la telecomunicación siempre había estado regido por la estandarización. Diversos factores, llepecto "más espectacular" del sistema es que gracias a una tecno- varon a la creación en 1982 de un nuevo cuerpo de logía de absoluta vanguardia, con el GSM no es el móvil el que estandarización, cuya tarea era especificar un único sistema de radiocomunicaciones a 900MHz. El contiene los datos del abonado, sino más bien "una tarjeta inteli- “Groupe Special Mobile” (GSM) tuvo su primer enen diciembre de 1982 en Estocolmo, bajo la gente" denominada SIM Card (Subscriber Identity Module), para cuentro presidencia de Thomas Haug de la administración insertar en el aparato desde el que se desea llamar: la suscripción sueca. Treinta y una personas de once países estuvieron presentes en este primer encuentro. En 1990, está en la tarjeta, no en el móvil. En otras palabras, se puede lla- por requerimiento del Reino Unido, se añadió al de estandarización la especificación de una mar también, aunque no se tenga a mano el propio aparato GSM, grupo versión de GSM a la banda de frecuencia de 1800 o bien en aquellos países que adoptan el standard GSM con fre- ± 75MHz. A esta variante se le llamó DCS1800 (“Digital Cellular System 1800”). El significado accuencias diferentes (DCS 1800-PCS 1900): es suficiente con tener tual de las siglas GSM se ha cambiado y en la acuno predispuesto para recibir la tarjeta compatible, es decir, con el tualidad se hacen corresponder con “Global System for Mobile Communications”. standard GSM. Existen dos tipos de SIM Card, una de las dimenLa elaboración del estándar GSM llevó casi una década. Las principales metas alcanzadas a lo largo siones de una tarjeta de crédito (ISO), preparada principalmente de esta década, se muestran en la siguiente tabla: para los radioteléfonos vehiculares; otra pequeña como un sello Fecha Logro preparada para los teléfonos palmarios (Plug In). Existe en todo ca1982 Se crea el Grupo Especial Móvil. 1968 Se crea un Núcleo Permanente. so un adaptador que permite transformar una tarjeta SIM desde el 1987 Se escogen las principales técnicas de formato Plug In al formato ISO. En la tarjeta SIM se pueden memo- transmisión de radio basadas en la evaluación de un prototipo. rizar números telefónicos asociados a nombres, además de aque1989 GSM se convierte en un comité técnico ETSI. llos que se pueden memorizar en la memoria del móvil. Aquella dis- del1990 Fase 1 de las especificaciones del pone, además, de dos códigos de seguridad el PIN y el PUK. El GSM900 finalizada. Se comienza con el estándar DCS1800. PIN es un código de cuatro cifras, modificable por el abonado, sin 1991 Comienzan a funcionar los primeros el cual es imposible efectuar la llamada. Si el código PIN (Personal sistemas (Telecom 91 de exhibición). La mayoría del los operadores europeos de GSM900 comienzan las Identity Number), se introduce erróneamente tres veces consecuti- operaciones comerciales. vas, la tarjeta se bloquea. En este caso es necesario utilizar el código PUK (Personal Unblocking Key). Si también éste se escribiera erróneamente diez veces consecutivas, la tarjeta se bloquea totalmente y será imprescindible sustituirla. Otro elemento fundamental en

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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR LA EVOLUCIÓN DEL SISTEMA GSM (Global System for Mobile Communications) El GSM es un estándar internacional de comunicaciones digitales móviles, creado en 1987 tras la firma por 13 países del Memorandum de Comprensión (MoU, en sus siglas inglesas). Con este tratado se acordó la construcción de un sistema de comunicaciones estandarizado que operara en una banda de 900MHz. El funcionamiento es sencillo: la voz se convierte en una señal digital codificada, que es transmitida hasta un terminal encargado de descodificarla. En 1994, el sistema GSM tenía poco más de un millón de usuarios. Tres años después esta cifra había rebasado ya el nivel de los 55 millones, y en 2000 superaba ya los 100 millones. Hasta ese momento, cada país había desarrollado sistemas de telefonía celular y terminales incompatibles entre sí, lo que imposibilitaba la creación de una industria común capaz de aprovechar el desarrollo tecnológico de cada país. Además, los métodos empleados para la transmisión eran convencionales: se limitaban a utilizar la radio para enviar la voz humana como una señal analógica, que estaba por tanto sujeta a numerosas interferencias. Las primeras especificaciones del sistema GSM fueron publicadas en el año 1990. Aunque en un principio se pensó como un sistema paneuropeo, en la actualidad es usado en más de 100 países de todo el mundo. En 1994 tenía poco más de un millón de usuarios. Tres años después está cifra había rebasado ya el nivel de los 55 millones, y en 2000 superaba ya los 100 millones. La familia de sistemas GSM incluye el GSM 900 y el GSM 1800, dependiendo de la banda de radio que use. El primero es el estándar utilizado en Europa y Asia, mientras el segundo es el usado en Estados Unidos. En la actualidad está en experimentación un sistema GSM (GSM 1800), compatible con los dos anteriores. Aunque en un principio estaba previsto que el sistema GSM contara con una transmisión de datos RDSI a 64kbps, las limitaciones de costo y ancho de banda no lo permitieron. La velocidad máxima de transmisión de datos con GSM es en la actualidad de 9.600 bps.

el GSM es el uso de tecnologías criptográficas a escala militar que ofrecen una absoluta seguridad, desde la autentificación de la tarjeta, hasta la conversación: nadie puede simular vía radio ser otro abonado ni descifrar las conversaciones vía radio.

EL FUNCIONAMIENTO DE LA RED GSM

La red GSM está compuesta por varias entidades interconectadas, pero puede reducirse principalmente a tres niveles: la Estación Móvil, en esencia el terminal del usuario; la Estación Base, que controla las comunicaciones de radio del terminal; y el Sistema de Red, que se encarga de realizar las conexiones entre los usuarios. 1. Estación móvil. Está formada por el terminal telefónico y una tarjeta inteligente denominada SIM (Subscriber Identity Module -Módulo de Identificación del Abonado-). La tarjeta SIM almacena los datos del usuario, lo que permite a éste comunicarse independientemente del terminal que emplee. Hasta hace muy poco tiempo, el concepto de movilidad estaba asociado exclusivamente al terminal telefónico, pero actualmente se relaciona al usuario que utiliza sus servicios. Movilidad del terminal: El usuario dispone de un teléfono asociado a un número de la red y puede utilizarlo en cualquier lugar con cobertura. Movilidad personal: El usuario, y no el terminal, está asociado a un número de teléfono de la red que, de forma 'inteligente', le sigue en sus desplazamientos, pudiendo hacer uso de él desde cualquier teléfono, sea éste fijo o móvil. 2. Estación base. Está dividida en dos unidades, la estación de transmisión y el controlador, conectadas por un interfaz denominado Abis. Estación de transmisión. Son las encargadas de gestionar las comunicaciones por radio con las estaciones móviles. Controlador de la estación. Su misión es gestionar los recursos de radio de una o varias estaciones de transmisión, enlazándolas con el centro de conmutación de servicios móviles. 3. Sistema de red. Su componente principal es el centro de conmutación de servicios móviles, que se encarga de todas las tareas informáticas: Registrar y verificar las comunicaciones y actualizar la localización del usuario. Gestionar los problemas de saturación. Direccionar llamadas. Interconectar a los usuarios entre sí y con la red telefónica fija.


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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR ESTRUCTURA DEL SISTEMA GSM En lo que se refiere a la estructura básica del GSM, el sistema se organiza como una red de células radioeléctricas continuas que proporcionan cobertura completa al área de servicio. Cada célula pertenece a una estación base (BTS) que opera en un conjunto de canales de radio diferentes a los usados en las células adyacentes y que se encuentran distribuidas según un plan celular. Un grupo de BTS's se encuentran conectado a un controlador de estaciones base (BSC), encargado de aspectos como el handover (traspaso del móvil de una célula a otra) o el control de potencia de las BTS's y de los móviles. En consecuencia el BSC se encarga del manejo de toda la red de radio y supone una autentica novedad respecto a los anteriores sistemas celulares. Una o varias BSC's se conectan a una central de conmutación de móviles (MSC). Este es el corazón del GSM como responsable de la inicialización, enrutamiento, control y finalización de las llamadas, así como de la información sobre la tarificación. Es también el interface entre diversas redes GSM o entre una de ellas y las redes publicas de telefonía o datos. La información referente a los abonados se encuentra almacenada en dos bases de datos que se conocen como registro de posiciones base (HLR) y registro de posiciones de visitantes (VLR). El primero analiza los niveles de subscripción, servicios suplementarios y localización actual, o más reciente de los móviles que pertenecen a la red local. Asociado al HLR trabaja el centro de autentificación (AUC), que contiene la información por la que se comprueba la autenticidad de las llamadas con el fin de evitar los posibles fraudes, la utilización de tarjetas de abonado (SIM's) robadas o el disfrute del servicio por parte de impagados. El VLR contiene la información sobre los niveles de subscripción, servicios suplementarios y área de localización para un abonado que se encuentra o al menos se encontraba recientemente en otra zona visitada. Esta base de datos dispone también de información relativa a si el abonado se encuentra activo o no, lo que evita el uso improductivo de la red (envío de señales a una localización que se encuentra desconectada) El registro de identidad de los equipos (EIR) almacena información sobre el tipo de estación móvil en uso y puede eludir que se realice una llamada cuando se detecte que ha sido robada, pertenece a algún modelo no homologado o sufre de algún fallo susceptible de afectar negativamente a la red. En cuanto a las comunicaciones en la red, se ha desarrollado un nuevo esquema de señalización digital. Para la comunicación entre MSC's y registros de posición se utiliza la parte de aplicación para móviles del Sistema de Señalización numero 7 del CCITT, fórmula casi imprescindible para la operación de redes GSM a nivel internacional. Entre las diversas entidades de la red se encuentran definidos interfaces estándar que aseguren un método común de acceso para todos los móviles, tanto los de diferentes países como los de diferentes suministradores. Cabe aclarar que en varios países de América Latina este sistema está en experimentación y que en Argentina, CTI móvil está ensayando esta estructura a nivel nacional y que ya se está utilizando con éxito en la región AMBA (Córdoba, Rosario y Mendoza).

LA ARQUITECTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA GSM La norma GSM únicamente especifica entidades funcionales e interfaces normalizados. Con ello se consigue la utilización de cualquier sistema por cualquier estación móvil, aunque no pertenezcan

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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR al mismo suministrador, y la interconexión de equipos de distintos suministradores a través de los interfaces normalizados, evitando influir de forma excesiva sobre los desarrollos particulares de cada uno de los fabricantes de equipos. Vamos a describir en primer lugar las entidades funcionales e interfaces que constituyen el sistema GSM, describiendo su funcionalidad y las relaciones entre ellas. Y por último para poder tener una idea de la estructura física del sistema.

ELEMENTOS DE UN SISTEMA GSM Estación Móvil (MS): Una estación móvil se compone funcionalmente de dos partes: -El equipo terminal (ET) y la terminación móvil (TM) Equipo Terminal: realiza funciones semejantes a las de un terminal RDSI y realiza las siguientes funciones: transmisión radio, gestión de canales de transmisión radio, capacidad del terminal, incluyendo la interfaz hombre-máquina, codificación de voz, protección de errores, control del flujo de datos de usuario, adaptación de velocidad de datos de usuario y velocidad del canal, soporte de terminales múltiples, gestión de movilidad. Terminal Móvil: hay tres tipos de TM: TMO Realiza las funciones anteriormente mencionadas, sin incluir ningún interfaz; TM1 Incluye además una interfaz RDSI; TM2 Incluye además interfaces CCITT series X y V Utilizando estos tres tipos de TM se pueden establecer las configuraciones necesarias para acceder al sistema GSM. Una estación móvil puede además clasificarse en distintos tipos según varias características: por su utilización; equipo móvil; equipo portátil, equipo transportable. Por la potencia de salida: clase 1: 20W - Móvil y transportable, clase 2: 8W - Vehículo y transportable, clase 3: 5W - Portátil, clase 4: 2W - Portátil, clase 5: 0.8W - Portátil. Las características de las estaciones móviles se clasifican en tres tipos: -Básicas; suplementarias; adicionales. Las características básicas obligatorias de la estación móvil son: visualización del número llamado; indicación de señales de progreso de la llamada; indicación de país/sistema; gestión de la identidad de suscripción (SIM), indicador de PIN (clave de acceso) no válido, identidad internacional de equipo de estación móvil (IMEI); indicador de servicio. Las características básicas opcionales son: indicación y reconocimiento de mensajes cortos; indicación de saturación de memoria para mensajes cortos; interfaz para equipo terminal de datos; interfaz para terminal RDSI, función de acceso internacional (tecla + ); conmutador encendido/apagado; interfaz analógica; auto prueba. Las características suplementarias son las siguientes: aviso de tarificación; control de servicios suplementarios. Las características adicionales son: marcación abreviada, limitación de llamada a números fijos, repetición del último número marcado; operación manos libres; restricción de todas las llamadas salientes; bloqueo electrónico del terminal; indicador de calidad de recepción; indicador de unidades de tarificación; estación móvil multi-usuario. Módulo de identificación del usuario (SIM): para que una estación móvil GSM pueda funcionar necesita tener introducido el módulo de identificación del usuario. Existen dos tipos distintos de módulo de identificación del usuario: una tarjeta inteligente que puede ser retirada de la estación


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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR móvil cuando el usuario termina de utilizarla; un módulo que es incorporado dentro de la estación móvil, con el fin de estar instalado permanentemente, aunque siempre sería posible retirarlo abriendo la carcaza de la estación móvil. Este módulo es el que contiene toda la información necesaria para realizar la función de autentificación del usuario, además de otras informaciones necesarias para el sistema. El SIM debe contener la siguiente información: número de serie; estado del SIM (bloqueado o desbloqueado); clave del algoritmo de autentificación; algoritmo de Autentificación (A3); identificación internacional del usuario móvil (MSI); identificación temporal del usuario móvil (TMSI); algoritmo de generación de claves de cifrado (A8); clave del algoritmo de cifrado de señalización y datos (A5); número de secuencia de la clave del algoritmo de cifrado; clase de control de acceso del usuario. GPRS: Servicio General de Radio por Paquetes GPRS son las siglas de General Packet Radio Service, o Servicio General de Radio por Paquetes. Este sistema, que permite estar siempre conectado, se integra en la estructura de la red GSM mejorándola y aumentando la velocidad de transmisión de 64 a 115 kilobits por segundo, entre 5 y 11 veces superior a la de WAP. GPRS elimina el costo por conexión, facturándose por información descargados. En una primera fase, la velocidad sólo alcanzará los 50 kilobits, mientras que la capacidad del terminal será de 20 kilobits por ahora. Esta tecnología permite desdoblar la transmisión de voz y datos en diferentes canales que transmiten de forma paralela, permitiendo mantener conversaciones sin cortar la transmisión de datos. Cuando se trata de datos se establece una comunicación permanente mientras el terminal está conectado, lo que permite la transmisión continúa de la información a mayor velocidad. La información viaja por paquetes en lugar de circuitos conmutados como sucede en GSM, donde la voz se envía por un canal siempre abierto. En GPRS se puede elegir entre varios canales, de forma similar a como se realiza en Internet. El aumento de la velocidad se produce porque los datos se comprimen y se envían a intervalos regulares, llamado conmutación por paquetes, lo que aprovecha mejor la banda de frecuencia. La mayor ventaja de GPRS no es la tecnología en sí misma, sino los servicios que facilita. Los terminales de este nuevo sistema permiten personalizar funciones, desarrollar juegos interactivos, e incorporan aplicaciones para el intercambio de mensajes y correos electrónicos, a los cuales se podrá acceder directamente sin la necesidad de conectarse a Internet. Las pantallas, que serán de un tamaño mayor, serán táctiles, de alta resolución, con zoom e íconos que se activen de manera intuitiva pulsando sobre elllos con un puntero. Incorporan además una ranura para introducir la tarjeta de crédito con chip que facilitará las transacciones electrónicas más seguras. Con la tecnología GPRS se da un paso hacia la localización geográfica, en función de donde se encuentre el usuario, la operadora le puede ofrecer mayor información de la zona. Los terminales serán de cinco tipos a corto plazo, en función del uso que

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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR le vaya a dar el usuario. Móviles similares a los actuales, con visor y resolución cada vez mayor, permitirán el uso de información escrita o gráfica de forma resumida. Terminales tipo agenda electrónica, con funciones mixtas de voz y datos, y pantallas de mayor tamaño y capacidad gráfica. Terminales tipo ordenador personal de mano (PDA) con pantalla plana de mayor formato y gran capacidad gráfica. Ordenadores portátiles que utilicen para la conexión inalámbrica un teléfono móvil GPRS. Y por último, dispositivos diversos con comunicación móvil y funciones especiales como sistemas de navegación para coches y tarjetas de comunicación inalámbrica en máquinas autoservicio.

UMTS: Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles UMTS corresponde a las siglas de Universal Mobile Telecommunications System, es decir, Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles, y es el primer estándar mundial para la comunicación desde dispositivos móviles, que representa una evolución respecto a los actuales sistemas. También se le denomina Sistema de Comunicaciones de tercera generación (3G), respecto a GSM que representa la segunda generación (2G) y GPRS la segunda y media (2.5G). UMTS aventaja a los sistemas móviles de segunda generación (2G) en su potencial para soportar altas velocidades de transmisión de datos, que permitirán prestar servicios multimedia interactivos y nuevas aplicaciones como servicios de video telefonía. El terminal UMTS se convertirá en un potente dispositivo de comunicaciones con capacidades avanzadas, de imagen y sonido. Un usuario UMTS podrá, por ejemplo, moverse por una ciudad que desconoce consultando un callejero en su terminal. Podrá localizar, sin necesidad de teclear la dirección donde se encuentra, los sitios de interés que desee, desde un hospital o una farmacia, a un cajero o un restaurante. Podría obtener información sobre cines, la película que se emite (conseguir incluso un pase promocional de la misma), reservar y pagar las entradas para ese espectáculo, eligiendo butaca en una representación gráfica de la sala. El UMTS emplea el Acceso Múltiple de División de Código (CDMA, Code Division Multiple Access), una tecnología digital que distribuye las llamadas según su código entre las distintas frecuencias. Es una técnica inventada durante la Segunda Guerra Mundial para evitar la intercepción de llamadas. La comunicación se divide en paquetes de información, que viajan mezclados por la red. Al llegar a la torre de distribución, el análisis del código que 'marca' los paquetes permite reunir los datos de cada llamada. La división en paquetes hace posible además otra de las grandes ventajas del UMTS: la tarificación de las llamadas por el volúmen de tráfico, en lugar de por el tiempo de conexión. Este esquema de pago ya funciona con el sistema GPRS, una evolución de GSM, a medio camino entre éste y el UMTS.

EVOLUCION DEL SISTEMA UMTS El estándar UMTS nace gracias al impulso de la ITU (International Telecommunications Union) y la Comisión Europea para unificar los distintos sistemas de telefonía móvil empleados en todo el mundo. Se le denomina sistema de tercera generación porque mejora las funcionalidades de los sistemas actuales, ofreciendo mayor ancho de banda de transmisión de datos, capacidades multimedia, etcé-


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S ISTEMAS PARA T ELEFONÍA C ELULAR tera. Es previsible además que introduzca un nuevo modo de tarificación, basado en tarifas mensuales fijas o en el volumen de datos transmitidos, en lugar de en el tiempo de conexión. Hasta la implantación del estándar digital GSM (Global System for Mobile Communications) las comunicaciones celulares se realizaban a través de sistemas analógicos, susceptibles de sufrir continuas interferencias. De hecho, en Estados Unidos sigue predominando el sistema analógico AMPS (Advanced Mobile Phone System), aunque conviva ya con otros digitales. En la actualidad hay más de 340 redes GSM en todo el mundo, operando en bandas de frecuencia diferentes, lo que las convierte en incompatibles. El sistema GSM sirve a más de 165 millones de usuarios, repartidos en 133 países. Sin embargo, la necesidad de crear un estándar que funcionase a nivel mundial, la falta de capacidad del GSM ante el crecimiento del número de usuarios, y las posibilidades de los últimos desarrollos tecnológicos en materia de transmisión de datos, impulsaron a la ETSI (Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones) a desarrollar un sistema que unificara todos los existentes. Esta organización, presente en 58 países y formada por gobiernos, empresas de telecomunicaciones, etcétera, desarrolló el UMTS. Ventajas del Sistema UMTS Frente a la tres bandas del GSM, el UMTS operará en frecuencias estándar unificadas. Además, mientras que la velocidad máxima de transmisión de datos del sistema GSM es de 9.800 bps, el UMTS permitirá alcanzar tasas de transferencia de hasta 2 Mbps. Con el sistema GSM sólo es posible transmitir voz y datos “ligeros” (texto, no imágenes, videos). El acceso a Internet debe realizarse mediante el protocolo WAP, que sólo permite descargar pequeñas cantidades de datos en el terminal telefónico. Con la velocidad de transmisión del UMTS será posible una conexión a Internet como la que se realiza a través del PC pero a mucha mayor velocidad. Además, el UMTS permitirá realizar videoconferencias y otras aplicaciones multimedia (escuchar canciones a través de la red, ver vídeos). Está previsto que el desarrollo del UMTS se lleve a cabo en distintas fases. Tras la concesión de licencias que se está realizando paulatinamente en todo el mundo, las compañías operadoras tendrán que desarrollar las redes, mientras los fabricantes lanzan al mercado terminales capaces de aprovechar las funcionalidades del nuevo sistema. El sistema GSM permite la conexión con la red conmutada (Telefónica) y con la RDSI (Red de servicios integrados) y permite ofrecer al usuario telefonía, transmisión de datos (hasta 9.600 bit/s), facsímil del grupo III, conexión a sistemas de correo electrónico (X-400) y envío de mensajes cortos (alfanuméricos) que permite tanto su envío como su recepción desde un terminal móvil, leyéndolos en este último caso en el visor correspondiente. El tema de la seguridad ofrece en este servicio novedades importantes respecto a los actuales (TMA), el uso de tarjeta de usuario para la autentificación de la validez de la llamada; encriptado, que facilita una confidencialidad total (voz, datos e identidad del abonado) e imposibilidad de utilización de equipos robados mediante la asignación previa de un número de serie a cada estación móvil. En su componente radio se utiliza la banda de frecuencias de 900MHz con el método TDMA (Acceso por multiplexación en el tiempo), que proporciona ocho canales telefónicos en una misma portadora y una codificación de voz a 13kbps, destinándose un octavo de tiempo a cada canal. ********************

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CAPÍTULO 5 INTRODUCCION A LAS COMUNICACIONES MOVILES POR SATELITE Este capítulo se realizó en base a material autorizado por David Meza González. Puede obtener mayor información en: http://www.telefonos-moviles.com, y a textos de la Escuela de Topografía, Catastro y Geodesia, de la Universidad Naciional Heredia de Costa Rica (http://www.una.ac.cr/topo/)

INTRODUCCION Los servicios de comunicación móvil por satélite han crecido de forma acentuada en los últimos años, de tal manera que se estima que cerca de un millar de satélites en órbita cubra el globo en 2004. Establecer un sistema de cobertura global no es, sin embargo, una tarea fácil. Las abultadas inversiones, del orden de los billones de dólares, sólo son posibles a través de la constitución de grandes conglomerados internacionales. La experiencia muestra que la viabilidad de los proyectos no es fácil de alcanzar. Los ejemplos de Iridium y Globalstar, dos de los principales operadores, ambos habiendo enfrentado procesos tortuosos de falencia y habiendo sido salvados por expedientes de última hora, los demuestran. Con terminales portátiles de tamaño variable pero que, en lo esencial, con un peso medio rondando los 200 gramos, se aproximan estética y funcionalmente de los móviles GSM, los móviles por satélite combinan normalmente la conexión a la red orbital con la posibilidad de roaming con las redes GSM. Así pues, dependiendo del modo de funcionamiento que elija, el utilizador puede hacer las llamadas por satélite; por GSM (cuando está disponible) o dejar al aparato escoger la mejor solución. Cuando hace una llamada con base en la red por satélite, el móvil contacta con el artefacto espacial más próximo que orienta la llamada, en función del caso, directa o indirectamente por intermedio de uno o más satélites de la misma constelación, para un gateway (estación de rastreo) en el suelo. El gateway se encarga de insertarla en la red por medio de cables convencionales. Las redes que ofrecen servicios de telefonía móvil por satélite funcionan, en función del tipo de órbita de los satélites, de dos maneras: usando constelaciones con órbita geoestacionaria y usando satélites no geoestacionarios. SISTEMAS NO GEOESTACIONARIOS Los sistemas no geoestacionarios, como los usados por Iridium y por Globalstar, utilizan satélites en órbitas bajas (700 a 1500 km por encima de la superficie) o medianas (10000 km, como los ICO). En movimiento permanente, estos satélites pueden tener períodos orbitales - de rotación


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alrededor de la Tierra - tan pequeños como 100 minutos. Gracias a su proximidad, ofrecen la ventaja de no necesitar de emisores muy potentes, siendo posible ofrecer teléfonos móviles poco mayores que los convencionales GSM, tan solo con antenas mayores. Como están en movimiento, en cada instante la zona de la corteza terrestre deberá estar cubierta por al menos uno, normalmente más (en media 2). El utilizador establece la llamada con un satélite y ése, cuando desaparece sobre el horizonte, transfiere la llamada para otro. Esta técnica hace posible evitar la ocultación por edificios y árboles, o debida a la morfología del terreno o movimiento del utilizador, de modo a que exista siempre cobertura.

SISTEMAS GEOESTACIONARIOS Otra concepción de la cobertura por satélite es la que utilizan los sistemas geoestacionarios. ¿En qué consiste un satélite geoestacionario? Es, básicamente, un artefacto espacial colocado en tal punto en el espacio, que adquiere sincronía con el propio movimiento terrestre, cubriendo permanentemente una determinada zona del globo. Para un utilizador en el suelo, un satélite geoestacionario mantendrá siempre la misma posición relativa en el cielo. Es, por ejemplo, el caso de los satélites emisores de canales de televisión. Pero, como ocurre con los receptores de TV, los sistemas basados en una constelación geoestacionaria, caso del Inmarsat y de los Thuraya, fuerzan el utilizador a recurrir a unidades móviles más voluminosas. Esto se debe al facto de la órbita geoestacionaria, normalmente sobre el ecuador terrestre, solo es posible a distancias aproximadas a la Tierra de 36.000 km. A este inconveniente se añade el problema de que, debido a la fracción temporal que la señal tarda entre el teléfono, el satélite y la estación terrestre que lo recibe y lo retransmite hacia el destinatario, y viceversa, este sistema suele introducir un pequeño efecto de retardo en la comunicación.

GPS: Posicionamiento por Satélite El sistema global de posicionamiento (GPS) es un sistema espacial de radio navegación que consiste en 24 satélites que circunvalan la Tierra a una altura aproximada de 17,600 Kilómetros y de una red de estaciones terrestres. GPS proporciona información precisa acerca de su posición, velocidad y tiempo en cualquier lugar del mundo y en cualquier condición climática.

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HISTORIA Y DESARROLLO GPS, era antes conocido como NAVSTAR Global Positioning System, fue iniciado en 1973 para reducir la proliferación de ayudas de navegación. Como este nuevo sistema sobrepasaba las limitaciones de muchos de los sistemas de navegación existentes el GPS se ha hecho atractivo a una amplia gama de usuarios. GPS ha sido exitoso en aplicaciones clásicas de navegación, y debido a que sus capacidades pueden ser realizadas con aparatos cada vez más pequeños y baratos, el GPS es también usado en muchas nuevas aplicaciones el día de hoy. Los Estados unidos (quienes desarrollaron GPS) y Rusia (quien desarrolló la versión Europea GLONASS) han ofrecido el uso gratuito de sus satélites a la comunidad internacional. La organización internacional de aviación civil, así como otros grupos internacionales de usuarios han adoptado GPS y GLONASS como la base para un sistema civil de navegación satelital el cual se conoce como "Global Navigation Satellite System (GNSS)".

¿COMO FUNCIONA? El servicio Básico de GPS provee una exactitud de aproximadamente 100 metros un 95% del tiempo (lo cual está muy bien para aplicaciones mayores, pero si alguien quiere usar GPS para localizar un carro se necesita más precisión, más adelante explicaremos cámo se obtiene esta precisión extra.) Para lograr esto, cada uno de los 24 satélites emite una señal a los receptores en Tierra. GPS determina la localización al computar la diferencia entre el tiempo en que una señal es enviada y el tiempo en que es recibida. Los satélites GPS llevan consigo relojes atómicos que proveen información precisa en cuanto al tiempo. Una "estampilla de tiempo" (Esto es, el


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tiempo en que se envió el mensaje desde órbita) es incluida en los mensajes de GPS para que los receptores sepan cuándo se envió la señal. La señal también contiene datos que permiten a los receptores saber la localización de los satélites y para hacer otros ajustes necesarios para una mejor localización. El receptor usa la diferencia en tiempo entre la recepción de la señal y su envío para computar la distancia (o rango) entre el receptor y el satélite. El receptor debe de tomar en cuenta los retrasos por propagación o el retardo de la señal causada por la ionósfera y la tropósfera. Con la información de los rangos de tres satélites y la información de la posición de un satélite cuando la señal fue enviada el receptor puede computar su propia posición tridimensional. Un reloj atómico sincronizado al GPS es necesario para poder computar los rangos de las tres señales. Sin embargo, al tomar esta medida de tiempo de un cuarto satélite, el receptor se evita la necesidad de un reloj atómico. Así que el receptor utiliza cuatro satélites para computar latitud, longitud, altura y tiempo.

¿COMO HACER QUE EL GPS SEA MAS PRECISO? Ya vimos como el GPS nos ayuda a saber más o menos dónde estamos, pero si quiero localizar mi automóvil, o a una persona que tenga un GPS necesito una precisión mayor para poder localizar al dispositivo. La limitante en la precisión me lo da el poder de cómputo de los receptores. No podemos hacer cálculos muy poderosos y en tiempo real en receptores pequeños del tamaño de un teléfono celular. Sin embargo: ¿Qué pasaría si pusiéramos un centro de cómputo lo bastante poderoso como para calcular las distancias de todos los satélites visibles y las correcciones de propagación e ionósfera necesarias y luego de algún modo se lo comunicáramos a los dispositivos? Este método se llama Wide Area Augmentation System (WAAS). Este método mejora la localización de un dispositivo de 100 metros (que es lo que da el GPS clásico) a ¡7 metros! (así si podemos localizar cualquier cosa). WAAS se basa en 25 estaciones de referencia en Estados Unidos. Las cuales calculan constantemente: una lista de todos los satélites que están visibles en ese momento; una corrección exacta del cómputo del rango o distancia de cada satélite; una referencia de tiempo de cada corrección. Estos cómputos son entonces transmitidos a la central de WAAS, quien los analiza y los compa-

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ra unos con otros para determinar su validez e integridad. La central WAAS entonces manda a un satélite geoestacionario esta información que entonces es propagada a todos los receptores del área de servicio del satélite geoestacionario. Con esta corrección ya predeterminada, los receptores de GPS la pueden usar para mejorar su localización.

LOCALIZACION DEL DISPOSITIVO Con todo esto el dispositivo GPS sabe dónde está, pero esto no es lo mismo que decir que hemos "localizado" al dispositivo. El localizar a algo o alguien, significa que alguien más, DIFERENTE al dispositivo sabe nuestra posición. ¿Cómo hacer que alguien más sepa la posición de los dispositivos? Muy fácil... pues comunicándosela! Para comunicar la posición los dispositivos un poco grandes con la potencia necesaria le mandan a un satélite de comunicaciones esta posición. La posición luego se recupera en una central que la pone en un mapita y luego la puede desplegar en una página Web. Sin embargo, no todos los dispositivos tienen la potencia necesaria para esto (ni habrá quien esté dispuesto a cargar una batería de automóvil en la espalda para ser localizado). Para estos dispositivos existe una opción.. ¡El Teléfono Celular!. Se puede integrar un dispositivo de GPS a un teléfono celular para que éste transmita su localización a una central que lo despliegue en un mapa (los Nuevos teléfonos de GSM ya tienen esta capacidad incluida). Por lo que muy pronto será posible localizar en un radio de 7 metros a cualquier persona que tenga encendido un teléfono celular.

TECNOLOGIAS DE ACCESO CELULAR Como hemos visdto en el capítulo anterior, en la actualidad existen tres tecnologías comunmente usadas para transmitir información en las redes: • Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA, por sus siglas en inglés) • Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA, por sus siglas en inglés) • Acceso múltiple por división de código (CDMA, por sus siglas en inglés) Aunque estas tecnologías suenan complicadas, usted puede tener una idea de cómo funcionan examinando cada palabra de los nombres. La diferencia primordial yace en el método de acceso, el cual varía entre: Frecuencia, utilizada en la tecnología FDMA Tiempo, utilizado en la tecnología TDMA Códigos únicos, que se proveen a cada llamada en la tecnología CDMA. La primera parte de los nombres de las tres tecnologías (Acceso múltiple), significa que más de un usuario (múltiple) puede usar (accesar) cada celda. A continuación detallaremos, sin entrar en


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complicados detalles técnicos, cómo funciona cada una de las tres tecnologías comunes. La tecnología FDMA separa el espectro en distintos canales de voz, al separar el ancho de banda en pedazos (frecuencias) uniformes. La tecnología FDMA es mayormente utilizada para la transmisión analógica. Esta tecnología no es recomendada para transmisiones digitales, aun cuando es capaz de llevar información digital. La tecnología TDMA comprime las conversaciones (digitales), y las envía cada una utilizando la señal de radio por un tercio de tiempo solamente. La compresión de la señal de voz es posible debido a que la información digital puede ser reducida de tamaño por ser información binaria (unos y ceros). Debido a esta compresión, la tecnología TDMA tiene tres veces la capacidad de un sistema analógico que utilice el mismo número de canales. La tecnología CDMA es muy diferente a la tecnología TDMA. La CDMA, después de digitalizar la información, la transmite a través de todo el ancho de banda disponible. Varias llamadas son sobrepuestas en el canal, y cada una tiene un código de secuencia único. Usando al tecnología CDMA, es posible comprimir entre 8 y 10 llamadas digitales para que éstas ocupen el mismo espacio que ocuparía una llamada en el sistema analógico. En teoría, las tecnologías TDMA y CDMA deben de ser transparentes entre sí (no deben interferirse o degradar la calidad), sin embargo, en la práctica se presentan algunos problemas menores, como diferencias en el volumen y calidad, entre ambas tecnologías.

SMS - EL SISTEMA DE MENSAJES DE TEXTO El SMS (Short Messages Service) es una de las funciones normalmente disponibles en los teléfonos móviles de tecnología digital (como el GSM en Europa). Su uso consiste en la posibilidad de enviar mensajes cortos de texto (letras, números o alfanuméricos, una mezcla de ambos). Hasta 160 caracteres pueden ser enviados en cada mensaje. Cada operadora nacional ofrece este sistema con el servicio básico del contrato o tarjeta prepago, permitiéndonos saber cuando alguien nos deja un mensaje de voz en nuestra caja de correo o ofreciéndonos la posibilidad de enviarnos mensajes personalizados a otros móviles. Quien posee correo electrónico ya ha recibido, probablemente, correo que garantiza suerte en el amor y sumas millonarias de dinero. Normalmente, cuando son enviadas a varias personas, esas cartas en serie, o "spamming", son fraudes, bromas de mal gusto, publicidad o entonces esquemas inventados con el objetivo de ganar dinero, pero no tan fácilmente como anuncian. ¿Lo mismo podrá acontecer con los mensajes SMS en los teléfonos móviles? La respuesta es sí. Eso ya ha sucedido en nuestro país, cuántos mensajes no solicitadas de origen desconocido anunciando promociones comerciales, fueron recibidos por algunos utilizadores de telefonía móvil. Funcionamiento Tras el envío de un mensaje, éste no sigue directamente para el destinatario, sino para un centro de mensajes, que lo almacena y envía posteriormente. Este centro hace también la cobranza posterior del servicio. El centro de mensajes reencamina después el mensaje para el destinatario, cuando el móvil esté ligado a la red. De esta manera y al contrario de los servicios de "pager" es posible tener la certeza que el mensaje llegó a su destino, porque el centro de mensajes puede no-

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tificar al remitente en caso que la operación falle. Mientras que la voz, faxes e Internet son enviados por un canal de radio, los mensajes son enviados utilizando otra frecuencia. Esto garantiza que, en caso de existir una sobrecarga de utilización de red (que provoca que los utilizadores no consigan línea para telefonear), los utilizadores del SMS poco serán afectados. Cómo enviar un mensaje SMS a partir de su móvil Primero es necesario verificar si el móvil puede enviar y recibir mensajes, porque algunos modelos más antiguos apenas pueden recibirlos. Enseguida es necesario que el número del centro de mensajes esté introducido en el móvil. Cada operador tiene un centro de mensajes específico. Finalmente, es necesario contactar la operadora (a través de atención al cliente) y pedir la activación del servicio. Tras estos pasos, queda apenas escribir un nuevo mensaje o escoger uno almacenado en la memoria y introducir el número para el cual pretendemos enviar (introduciéndolo manualmente o buscándolo en la agenda si posible). Seguidamente, se recibe la confirmación del envío del mensaje. SMS por correo electrónico y WWW Existen también dos otras formas de enviar un mensaje SMS. Ambas son gratis (siendo apenas necesario pagar el acceso a Internet) pero el número de caracteres permitido puede ser menor y el tiempo hasta su llegada, mayor. * Correo electrónico. Se envía un e-mail con el texto a las direcciones de cada operador. * World Wide Web. Existen varias páginas que permiten el envío de mensajes SMS, para las operadoras nacionales y para las de otros países. En la sección de Envío de SMS puede obtener esa información.

APLICACIONES Y FUTURO DEL GPS Si bien hemos dado un enfoque sobre el tratamiento del GPS en la telefonía móvil, algunas de las muchas aplicaciones del GPS son las siguientes: Aplicaciones en la Navegación Marítima Su implantación ha sido muy rápida (antes las embarcaciones empleaban el sistema TRANSIT). Se piensa que en poco tiempo toda la navegación marítima se basará en GPS. Actualmente también se emplean sistemas hiperbólicos, pero estos sistemas tienden a desaparecer. El costo del sistema GPS es bajo (además los barcos no requieren receptores de gran calidad) y lo puede usar cualquier embarcación. Aplicaciones en la Navegación Terrestre En este caso hay dos mercados principales: Automóviles: Integran el GPS y sistemas gráficos avanzados para proporcionar un sistema de guiado desde un punto de una ciudad a otro evitando atascos. Recptores personales: Excursiones en 4x4, como sistema de guiado para invidentes.


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La gran penetración de este sistema se debe al bajo costo de los receptores. En la actualidad se emplea en aplicaciones profesionales: * * * *

Transportes internacionales Redes de autobuses Policia Ambulancias

También estamos viendo su aparición en pruebas deportivas como en el caso del ciclismo, donde permite conocer en cada instante y en tiempo real el tiempo que saca un corredor a otro, la pendiente de una rampa de un puerto.... Aplicación en la Navegación Aérea Debido a su mayor complejidad técnica su proceso de instalación ha sido más lento. Se están desarrollando sistemas GNSS que pretenden mejorar los actuales sistemas de gestión de vuelos. Se están instalando en áreas de bajo tráfico, ya que su uso no está justificado si tenemos en cuenta que ya existe el RADAR. Aplicaciones Militares Como el GPS es un sistema desarrollado por el ejército el desarrollo del GPS en este campo ha sido más rápido que en las aplicaciones civiles. Se emplea en la nevegación militar (aeronaves, vehículos terrestres, barcos). Una de las aplicaciones es el guiado de misiles, lo que constituye una revolución para los sistemas militares, se usa para el posicionamiento de las tropas. Aplicaciones en Ciencias Geográficas Permite situar puntos con gran precisión. Se pueden construir mapas geográficos mucho más precisos, mejorando los que había hasta ahora. Otras Aplicaciones Sincronización: pues el GPS ofrece una referencia temporal muy exacta. Lo usan algunos sistemas de transmisión. Para conseguir la referencia temporal sólo se necesita un satélite, es muy barato Defensa civil: para la localización y delimitación de zonas afectadas por grandes catástrofes y guiado de vehículos de auxilio. El GPS está causando un gran impacto tanto en aspectos tecnológicos como económicos. Limitaciones La más importante es la dependencia de un único país EE.UU. Concretamente del DoD (departamento de defensa). Cuando ellos quieran pueden eliminar el uso por parte de los civiles del sistema. ***************************

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CAPÍTULO 6 DESBLOQUEO Y PROGRAMACION DE TELEFONOS CELULARES Explicaremos como desbloquear un teléfono móvil, para que sea posible emplearlo con cualquier operadora. Aclaramos que toda la información que existe en estte capítulo y en el libro en general, está expuesta para poder documentarse y profundizar sobre este tema a nivel informativo y de investigación, por lo que no nos hacemos respobsables, ni contestaremos dudas relacionadas con la liberación de un celular si no cuenta con el consentimiento de la empresa titular. En cualquier caso, puede que a pesar de seguir las indicaciones, que mencionamos para liberar un móvil, no logre resultados positivos, debido en la mayoría de los casos a las distintas versiones de software que el fabricante del teléfono utiliza en el mismo. Si Ud. quiere obtener un listado completo de trucos y códigos para muchos teléfonos celulraes diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: telcele. Puede consultar bibliografía adicional en: http://www.telefonosmoviles.com, http://www.todomovil.net y http://www.todomovil.net/trucos.asp Con relación a los programas mencionados, los mismos pueden ser descargados desde nuestra web con la clave mencionada más arriba. ALCATEL BE1-BE3-BE4-BE5 Software que necesitamos: Alcatel All Unlocker (146,01KB) Cable: Sí Puede bajar el software de nuestra página web en www.webelectronica.com.ar con la clave: telcele.

ERICSSON T29 Software que necesitamos: SP Unlocker 4,6 Para liberar este fono utilizaremos este software. Es tan sencillo como conectar el cable al teléfono, debe encender el EricSP y pulsar Unlock. En la pantalla negra de la ventana del programa nos aparecerá un mensaje que nos pedirá que pulsemos el encendido del fono. Acto seguido el software empezará a realizar el proceso sobre el celular y cuando la barra de progreso llegue al 100%, el fono estará libre.


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ALCATEL EASY Software que necesitamos: Simlock v1.0 Los modelos Easy y HC-800 de Alcatel, se pueden liberar mediante un código especial de desbloqueo basado en el IMEI. Pasos a seguir: 1. Lo primero que tenemos que hacer es obtener el IMEI de nuestro teléfono alcatel; El IMEI es un número de 15 dígitos que identifica nuestro terminal móvil. Para conseguir ver el IMEI de nuestro teléfono tenemos dos formas: * Mirando en la etiqueta que hay en la parte posterior del teléfono móvil, una vez que ha retirado la batería. * Introduciendo el siguiente código: *#06# 2. Ejecutamos el programa Simlock v 1.0, a continuación introducimos el password que nos pide, el cual podemos encontrar en el fichero info que acompaña al programa. 3. Introducimos el IMEI en la casilla superior que lleva el mismo nombre (IMEI), y a continuación pulsamos el botón Apply. Una vez realizada esta operación, nos aparecerá en el campo OFF el código de desbloqueo. A este número en Hexadecimal le tenemos que sumar otro número dependiendo de la operadora que nos ha bloqueado el móvil. NOTA: Para sumar dos números en Hexadecimal podemos hacerlo con la calculadora de Windows, la ponemos en modo científico, y marcamos la casilla Hex, así conseguiremos el resultado en Hexadecimal. 5. El resultado es un número de 8 cifras que debemos introducir en el móvil. Dependiendo del modelo que queremos desbloquear, debemos seguir los siguientes pasos: a- Alcatel One Touch Easy: Menu >> Seguridad >> Desbloqueo b- Alcatel HC-800: Menu >> Operador >> Sim-Locking Dependiendo de uno u otro modelo introducimos el resultado de la suma, y pulsamos OK. NOTA: Esta operación se podría realizar también con el programa Alcatel25

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ALCATEL ASÍ DB 16B Software que necesitamos: Zulea 9.3 Se requiere cable Pasos a Seguir: 1. Reiniciamos el ordenador en modo MS-DOS. 2. Conectamos el teléfono apagado al ordenador mediante nuestro cable de datos. 3. Escribimos BE1SRV.EXE 1 y pulsamos INTRO. 4. Nuestro teléfono quedará desbloqueado en unos 10 segundos. Nota-1:Para mostrar la ayuda y opciones del programa, solo tiene que escribir BE1SRV.EXE en la línea de comandos de MS-DOS. Nota-2: Algunos modelos del 16b tendrá que desbloquearlos siguiendo las instrucciones del 16c.

ALCATEL 30X Software que necesitamos: Alcatel 300 Se requiere cable Pasos a Seguir: 1. Ejecutamos el programa y conectamos el teléfono al cable. 2. Pulsamos el botón desbloquear y el programa empezará a liberar el móvil. Debemos esperar a que la barra de progreso llegue al 100% que es cuando estará desbloqueado el móvil. Pasos a seguir para instalar el Alcatel Eraser 300: 1º - Descomprima el Alcatel-unlock30x.zip y a continuación instala el programa. 2º - Después descomprima el Parche.zip en la carpeta donde haya instalado el programa, que deberá ser C:\Archivos de programa\Mobil Service\Alcatel Eraser v12 3º - A continuación descomprima el emulador en otra carpeta distinta. 4º - Ejecuta el emulador, va a función y desactiva estas opciones que estarán activadas: Reset KEYPRO Optimice Datas 5º - Cuando haya desactivado éstas opciones vaya al menú, Archivo y abra el archivo be4s.kpe 6º - Después vuelva a seleccionar en los menús, Función y le da Activar emulador, le dará un mensaje de error al que le pulsará Aceptar. Verá el icono amarillo al lado del reloj de Windows.


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7º - Ya sólo le queda ejecutar el programa y darle al botón DESBLOQUEAR. Unos consejos más: 1º- Ejecute el programa con el teléfono conectado pero sin la batería puesta. 2º- Una vez el programa abierto le pone la batería y pulsa el botón DESBLOQUEAR. 3º- Deje que el programa finalice totalmente y el teléfono se debe poner sólo en marcha. 4º- Una vez finalizado, el teléfono estará libre. 5º- Seguramente tendrá que ir al menú del móvil y seleccionarle el idioma español. Nota: asegúrese siempre de comprobar la versión del móvil antes de liberarlo, ésta la tiene detrás de la batería. Nota-1:El programa libera las siguientes versiones: 134, 135 y 136

ALCATEL EASY DB 16A Software que necesitamos: Andrómeda 4.8 - 5. Se requiere cable. Pasos a Seguir: 1. Ejecutamos el programa Andrómeda. 2. Conectamos el teléfono apagado al ordenador mediante nuestro cable de datos. 3. Pulsamos la tecla Intro. 4. Una vez detectado nuestro teléfono, para desbloquearlo sólo tenemos que seleccionar la opción CLEAR SP LOCK. 5. El teléfono se enciende automáticamente.

ALCATEL BE4 SERVICE TOOL Software que necesitamos: Alcatel BE4 Service Tool v 1.5(234,28KB) Se requiere cable

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ERICSSON T10 / T18 / T28 Software que necesitamos: ATX v2,5 Este software es muy bueno para flashear los T-10 y transformarlos a t-18 por lo de la marcación por voz. * El software se utiliza de la siguiente manera.

* Una vez ejecutado el programa debemos configurar un par de cosas antes de comenzar. * Pulsaremos sobre el botón en el cuál aparecen las herramientas y nos aparecerá la siguiente pantalla.

* Debemos dejar seleccionadas las casillas de Ver IMEI y Borrar la Flash. * Ahora pulsaremos el botón que dice ALL, en la barra que dice Eventos nos dirá que pulsemos el botón NO del teléfono varias veces, también nos pedirá que le quitemos la batería y la volvamos a poner y pulsemos de nuevo NO, simplemente hay que ir haciendo los pasos que nos pida la barra de tareas. * Durante el proceso cuando nos salgan estas 2 ventanas deberemos aceptarlas.

Aceptamos sin problemas, simplemente nos dice el IMEI. Pulsamos OK. Ahora nos saldrá una ventana para abrir un archivo debemos abrir la flash que queremos cargar a nuestro teléfono. Esperamos que la flash termine. Ahora deberemos pasarle a nuestro teléfono el RSSPY.

ERICSSON A1018 VERSIONES NUEVAS Software que necesitamos: ATR * Aquí hay poco que explicar, aunque el software está en inglés. * Selecciona el puerto serie al que esté conectado el cable. Se recomienda que utilice el puerto COM 1.


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T ELÉFONOS C ELULARES * Seleccione el modelo de teléfono que desea liberar. * Pulse unlock. * El programa le pedirá que pulse el POWER del teléfono, reconocerá de qué modelo se trata y pasará a realizar el proceso de liberación. Cuando este proceso termine, el móvil se encenderá y ya estará libre.

ERICSSON GA-628/GF-768 FIRMWARE: 9903 Y POSTERIORES Software que necesitamos: ERICSSON SERVICE SOFTWARE 1. Lo primero que debe hacer es guardar la Eeprom de su teléfono, por si no se desbloqueara y le pusiera "TAMPERED" en la pantalla. En ese caso deberá recargar el programa original. 2. Conecte el cable a la PC y al teléfono APAGADO. Después abra el programa, seleccione el puerto COM al que ha conectado el cable y seleccione las opciones de: Read Network Code y Read Net Subset Code, entonces pulse en Make selected Jobs y nuevamente pulse NO en el teléfono sólo un momento. En ese momento el programa le indicará que ha detectado el teléfono, empezará a leer el IMEI, y después le dará los códigos NCK y NSCK. Si en vez de 8 cifras le aparecen símbolos y letras, tendrá que usar el programa 6xx-7xx-nuevos.zip, pero antes vamos a guardar la EEPROM por si acaso. 3. Para eso, vuelva a abrir el programa, y seleccione solo la opción de Download EEPROM in buffer y pulse en Make selected Jobs y después NO en el teléfono. El programa tardará un rato en terminar de leer la EEPROM. Cuando termine pulse en el símbolo del disquete que está arriba de la ventana, con lo que le pide un nombre de fichero para guardar. Puede colocar cualquier nombre. Ya hemos hecho la copia de seguridad de nuestra eeprom. Ahora puede “experimentar” la liberación del teléfono. 4. Para liberarlo necesita el programa 6xx-7xx-nuevos.zip que puede descargar de nuestra web. Si al ejecutarlo le pide el mscomm32.ocx bájelo y lo copia en \windows\system\ 5. Ahora conecte el teléfono apagado al cable, ejecute el programa, pulse el botón "Unlock". 6. Pulse brevemente "NO" en el teléfono. 7. Luego desconecte el teléfono del ordenador y pulse <**<. El teléfono indica "ME lock", pulse YES. 8. En los bloqueos que tengan el candado cerrado pulse YES dos veces e introduzca cualquier código de 8 dígitos para abrirlo (12345678 por ejemplo). 9. Cuando estén todos los bloqueos abiertos, apague el teléfono. Ya estará libre.

ERICSSON T20 / A2628 Software que necesitamos: SP Unlocker 2,1 Para liberar los t20 y los A 2628 utilizaremos el siguiente software.

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Como verá, su utilización es bien sencilla. Seleccionaremos el puerto serie a utilizar. Con el teléfono apagado, pulsaremos el botón unlock. Seguidamente pulsaremos el botón de encender el teléfono para que el software reconozca el teléfono y empiece a funcionar. Hará el proceso sólo y cuando acabe el teléfono estará libre.

ERICSSON A1018 VERSIONES ANTIGUAS Software que necesitamos: Software RSSPY Este software tiene un funcionamiento muy simple, y sirve para todos los ERICSSON con una versión de software que no sea ni muy antigua ni de las últimas. La configuración del software es muy sencilla. Simplemente consiste en instalarlo mediante el asistente. Recomendamos utilizar siempre el COM 1. Una vez abierto el programa, deberemos de conectar el teléfono al cable, el teléfono debe estar apagado y con la batería cargada. Pulsaremos el botón TEST y nos aparecerá la pantalla de la derecha. Cuando nos aparezca esta pantalla, pulsaremos el botón Unlock. Seguidamente, el programa nos pedirá que pulsemos la tecla de encender el teléfono, damos un pequeño toque a la tecla de encendido pero no la mantenemos apretada como si fuéramos a encenderlo. La barra de progreso empezará a moverse y nos aparecerá una pequeña ventana amarilla en la cual van pasando un código de números en hexadecimal, cuando este proceso haya finalizado, se nos mostrará una ventana en la que veremos la palabra “Alors”. El móvil ya estará libre.

LIBERANDO ERICSSON GF768 - GF788 Software que necesitamos: Software Ericsson Versión 9901 y anteriores El programa que utilizaremos será el Home Service Software.


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Dependiendo de la versión del teléfono deberemos realizar un proceso u otro, por lo tanto, primero deberemos averiguar la versión de nuestro teléfono y para ello tendremos que realizar el siguiente proceso: Con el teléfono encendido y sin tarjeta SIM, pulsaremos las siguientes teclas: (>*<<*<* ), los signos < y > (se refieren a las flechas de izquierda y derecha) y el * (es el asterisco del teclado del teléfono). Obtendremos un número, si los cuatro primeros dígitos de este número son 9901 o anteriores deberá seguir los siguientes pasos: 1. Abra el Home Service Software . 2. Seleccione el puerto serie al que estará conectado el cable. 3. Marque los casilleros Read network Code y Read Net Subnet Code. 4. Ahora pulse el botón Make selected jobs.

Tras ejecutar el programa, obtendrá los códigos, que ahora deberá introducir en el teléfono, los códigos son los números que salen en las casillas NCK y NSCK. Para introducir dichos códigos deberá encender el teléfono sin tarjeta y pulsar el siguiente código: ( <**< ). Tras ejecutar esta secuencia en la pantalla te saldrá Me Lock.... Si pulsa YES le dirá los bloqueos que tiene, lo verá en el dibujo del candado. Pulse YES dos veces en los candados que estén cerrados e introduzca el código que ha obtenido anteriormente en el programa y vuelva a pulsar YES. Si vuelve a pulsar la misma secuencia nuevamente, verá que los candados están abiertos. Por lo tanto, el teléfono está libre. Versión 9903 y posteriores En primer lugar debe de usar el software ELECTROBOY para flashear el teléfono. Presionando el botón que tiene el círculo rojo podrá seleccionar la flash, que se llama 768.shx y que puede descargar en la parte de arriba. Una vez seleccionada, pulsamos Program y comenzará el proceso. Cuando acaba el proceso no muestra ningún mensaje, no se preocupe que el proceso se ha completado en el mo-

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mento que llega al 100%. Una vez el teléfono Flasheado tiene que usar el Ericsson Home Service que también puede descargar de la web. Abra el Archivo Gf768.bin y seleccione el casillero “Escribir la EEPROM” Pulse el botón Make selected jobs y luego power, cuando se lo pida. Verá que la barra de progreso empieza a avanzar, esto tardará unos 10 minutos. Cuando acabe, el teléfono estará ya libre. Ya sólo nos queda volver a ponerle el IMEI del teléfono. Seleccione la casilla Change IMEI y en la ventana verde le escribe el IMEI del móvil. Lo pondrá de esta manera: si el IMEI del móvil es 123456-78-123456-8 debe escribir 123456-78123456-0. Es decir el último número debe ser un cero. Pulse “Iniciar proceso” y pulse power cuando se lo pida. Verá que la barra de progreso empieza a avanzar y en pocos segundos tendrá el IMEI de nuevo en el teléfono.

ERICSSON GA-628/GF-768 FIRMWARE:9901 O ANTERIORES Software que necesitamos: ERICSSON SERVICE SOFTWARE 1. Lo primero que debe hacer es mirar la versión del firmware del teléfono. Eso se hace tecleando > * < < * < * (< y >) (son las fechas del teclado del teléfono). Fíjese en los primeros 4 dígitos. 2. Conecte el cable a la computadora y al teléfono APAGADO. Después abra el programa, seleccione el puerto COM al que ha conectado el cable y seleccione las opciones de: Read Network Code y Read Net Subset Code, entonces pulse en Make Selected Jobs y pulse NO en el teléfono sólo un momento. En ese momento el programa le indicará que ha detectado el teléfono, empezará a leer el IMEI, y después los códigos NCK y NSCK. 3. Apunte los dos códigos en algún lugar, y desconecte el teléfono del cable, lo enciende nuevamente e introduzca el PIN, y apriete las teclas <**<. 4. En la pantalla aparecerá: ME Lock... Si pulsa YES le dirá los bloqueos que tiene, dándole a > o < verá todos los bloqueos. Los que tienen el candado abierto no interesan, están abiertos, y los que lo tengan cerrado son los que tenemos que abrir. 5. En los contratos está cerrado el de Network, y en las prepago ese y el de NetSubset. Si todo va bien, al meter el código no dirá nada, pero si volvemos a mirar los bloqueos con <**< el candado correspondiente estará abierto. 6. Apague el teléfono, ponga la tarjeta y ya está libre. Nota: tenga en cuenta que esta tecnología recién está empezando a utilizarse en algunos países de América Latina. Sin embargo, si Ud. desea “trabajar” con modelos que no estamos describiendo, puede consultar en nuestra web hasta encontrar el modelo de su preferencia.


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MAXON Software que necesitamos: maxon El software que utilizaremos es el que se muestra en la pantalla de la izquierda (este software se ejecutará bajo Windows). El programa nos pedirá el SNR (que son los 6 dígitos que vienen representados en la captura de pantalla de la izquierda). Una vez introducido estos 6 dígitos, el programa nos calculará cuatro números: SLPUK NET IMEI PARTLY IMSI El paso siguiente será encender el teléfono (sin tarjeta) e introducir las siguientes secuencias, de una en una, y esperando entre cada una la respuesta por parte del celular (donde las palabras serán substituidas por los números que nos ha generado el programa anteriormente): #9917*NET# #9917*PARTLY_IMSI# #9917*SLPUK# #9917*IMEI# Cuando hayamos acabado de meter esta secuencia el móvil estará libre. Debemos tener cuidado pues si introducimos 5 veces la secuencia de forma incorrecta, el móvil se nos quedará bloqueado permanentemente.

LIBERACION DE TELEFONOS MOTOROLA La EMMI-CLIP 2001 libera casi todos los modelos de Motorola que actualmente se encuentran en el mercado. Pero las funciones de la EMMI-CLIP 2001 no acaban aquí, también cambia IMEI y realiza la lectura del código de seguridad en todos los Motorola. La EMMI-CLIP 2001 se compone de la EMMI-CLIP 2001 en sí, y de conectores que abarcan la totalidad de modelos de Motorola. Estos conectores van conectados a un RJ11 que posee la propia EMMI-CLIP 2001. Aparte de esto, la EMMI-CLIP 2001, para funcionar, lleva una pila en su interior que se ha de cambiar en cuanto el LED ROJO se deje de encender en cuanto apretamos al interruptor de encendido de la EMMI-CLIP 2001.

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¿Cómo se hace el desbloqueo? Conectamos el adaptador al teléfono (este debe estar apagado) que queramos desbloquear. Encendemos la EMMI-CLIP 2001 (mediante el interruptor). Se nos encenderá el LED ROJO. Encendemos el teléfono (sin tarjeta SIM). En cuanto el LED VERDE se encienda el teléfono estará libre. Cambio de IMEI Conectamos el adaptador al teléfono (éste debe estar apagado) que queremos cambiar el IMEI. Encendemos la EMMI-CLIP 2001 (mediante el interruptor). Se nos encenderá el LED ROJO. Encendemos el teléfono (sin tarjeta SIM). Introducimos el IMEI en el teléfono mediante el teclado. Pulsamos la tecla OK del teléfono. Dos segundos después introducimos la siguiente secuencia: *#06#. El IMEI habrá cambiado. ¿Cómo quitar el código de seguridad? Conectamos el adaptador al teléfono (este debe estar apagado) que queremos quitar el código de seguridad. Encendemos la EMMI-CLIP 2001 (mediante el interruptor). Se nos encenderá el LED ROJO. Encendemos el teléfono (con tarjeta SIM). En el display del teléfono nos aparecerá “enter security code”. Apretamos la tecla MENU del teléfono. Apretamos la tecla OK del teléfono. En el display nos aparecerá la petición del código de seguridad. Introducimos la siguiente secuencia: 000000. Apretamos la tecla OK del teléfono. Entonces nos aparecerá el código de seguridad del teléfono. Una vez obtenido el código nos bastará con irnos a la opción del Menú del teléfono que nos permita quitar la opción de petición de código de seguridad y desactivarla para que no nos vuelva a pedir dicho código.

LIBERACION DE TELEFONOS NOKIA CON NOKIA FLASHER Software que necesitamos: Nokia Flasher Daremos las instrucciones para utilizar el software Nokia Flasher de Dejan, con los correspondientes cables (el software puede bajarlo de nuestra web, según las claves dadas al principio de este capítulo): Se debe descomprimir el ZIP en "c:\" y creará dos carpetas "c:\flasher" y "c:\nk_files". Esto es muy importante ya que si no está en estas carpetas no funcionará. Debe estar configurado el puerto de impresora en la BIOS de la PC en modo EPP. Para comprobar que lo tenemos en modo EPP, debemos entrar en la BIOS al arrancar la PC (la forma de acceder depende del modelo de ordenador, generalmente pulsando la tecla Del o F2. Si no consigue entrar con éstas


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teclas diríjase al manual de su placa base y consúltelo. Una vez dentro de la BIOS buscamos una opción que se puede llamar INTEGRATED PERIPHERALS, ONBOARD PERIPHERALS, o algo parecido y comprobamos en la opción LPT que ponga EPP, si no es así (Puede poner ECP, Bi-directional, ...) la modificamos y la dejamos con EPP. Si hemos seguido correctamente estos pasos nuestro flasher ya está listo para funcionar. Ejecutamos el programa y aparecerá la pantalla de la izquierda. Pulsamos INTEL, y en caso de darnos problemas pulsamos ATMEL. Una vez pulsado el botón nos aparece otra ventana con todos los modelos de Nokia y los rangos de flasheo parcial: Abajo, a la izquierda se muestra la pantalla del 8210 y a la derecha la del 3310.

El número dentro del botón "V X.XX" corresponde al número de versión del teléfono. (es importante que sepa exactamente la versión del software del teléfono que va a desbloquear. Si lo desconoce, puede averiguarlo tecleando en el teléfono, en la pantalla principal, el código: *#0000# ).Tecleando éste codigo nos aparece en la pantalla: V XX.XX 06-10-00 Donde pone V XX.XX es la versión del terminal y corresponde con el botón que debemos pulsar en el Nokia Flasher. Una vez que hemos pulsado el botón correspondiente a la versión nos aparece la ventana de la izquierda de MS-DOS:

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Esperamos unos segundos y nos aparece el menu de la derecha. En "Select Phone" ya nos aparecerá marcado el modelo de teléfono que hemos seleccionado en la aplicación de Windows, por lo que pulsamos ENTER, entonces el cursor se posiciona en Set Range: "Enter start Addr:"

Aquí debemos introducir el número que nos aparece en la parte inferior del botón que hemos pulsado para entrar en el Nokia Flasher, tal como se muestra en la pantallade la derecha.

Una vez introducido esté número pulsamos ENTER y nos aparece la ventana que mostramos a la derecha. Nos pide que conectemos el cable al teléfono y que pulsemos ENTER.

Una vez pulsado enter debemos pulsar el botón de encendido del teléfono y acto seguido si todas las conexiones están correctas aparecerá una barra de progreso (ver figura adjunta).

Cuando llegue al 100% en la esquina inferior izquierda aparecerá el mensaje Done! que significará que ya podemos desconectar el teléfono y estará libre.


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NOKIA 1610-1611-2110-3110-8110 Y ALGUNOS 9000 Software que necesitamos: NSL.EXE 1. Ejecute el programa en MS-DOS. 2. Pide el código del servidor (debe conocerlos, si no los conoce, averíguelo con el proveedor) 3. Le pide el IMEI (lo obtiene pulsando en el móvil *#06#) . 4. Obtiene el código de desbloqueo que tiene que introducir en el móvil de la siguiente manera: #pw+codigo+1#. Para poner la p y la w hay que pulsar la tecla * varias veces. 5. Una vez hecho esto el móvil dirá en ingles que la restricción esta quitada.

COMO SABER LA VERSION DEL NOKIA Software que necesitamos: NOKIA TOOLS 2000 1. Conecte el cable con el teléfono encendido y con su tarjeta. 2. Pulse Read Phone, este te dice la versión y los locks que están cerrados .

LEER EL CODIGO DE SEGURIDAD Software que necesitamos: nktool035 Ejecute el programa desde windows. Conecte el teléfono enchufado, sin tarjeta y con la batería bien cargada al cable MBUS y pulse el botón READ ME. El programa nos mostrará en la casilla SECURITY CODE el código de seguridad (60040 en el ejemplo de la figura de la izquierda). Sólo tendrá que enchufar el teléfono con una tarjeta metida y cuando se lo pida, deberá introducirlo y en las opciones del teléfono tendrá que poner que no lo pida más. Tenga en cuenta nuevamente que lo dado hasta aqui es simplemente “una muestra” de cómo se liberan algunos teléfonos celulares y que, por razones de espacio, no podemos incluir más ejemplos. Le sugerimos que se dirija a nuestra web y que baje los archivos mencionados en la página de contenidos especiales con la clave telcele. Tendrá cientos de ejemplos de desbloqueo y trucos para celulares. También les recomendamos visitar las páginas: http://www.telefonos-moviles.com, http://www.todomovil.net y http://www.todomovil.net/trucos.asp *************************

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CAPÍTULO 7 TRUCOS PARA CELULARES Damos a continuación algunos trucos para acceder a prestaciones especiales de algunos modelos de teléfonos celul;ares. Por razones de espacio, no incluímos todo el material que disponemos. Si Ud. quiere obtener un listado completo de trucos y códigos para muchos teléfonos celulraes diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: telcele. Aclaramos que la información dada en este capítulo, y en el texto en general, es al sólo efecto de investigación y desarrollo y de ninuguna manera avalamos el mal uso que se le puede dar. Puede consultar bibliografía adicional en: http://www.telefonos-moviles.com, http://www.todomovil.net y http://www.todomovil.net/trucos.asp

PHILIPS DIGA Lista de Bloqueos: *#3333*# Banderas, texto: *#3377*# Código de Seguridad: *#7489*# PHILIPS FIZZ Versión de software y hardware: sin la SIM y antes de que salga 112.... *#5644*# Info del teléfono: *#8377*# Bloqueo del teclado: pulsar MENU y *. Desbloqueo del teclado: cuando se recibe una llamada se desbloquea automaticamente y también pulsando la tecla superior izquierda debajo de la palabra Desbloqueo. PHILIPS GENIE (TCD838) Pulse *#2337*# y el móvil emitirá un sonido cuando se conecte a la red PHILIPS GENIE 2000 Número IMEI: *#06# Estado de registro: *#2254*# Activa y desactiva el modo de "llamada de depuración (Debug call) cuando se activa se hace una llamada a una línea ocupada y el teléfono mostrará códigos hexadecimales: *#2255*# El tiempo en días, horas y minutos que está conectado a la red: *#2558*#


Reconecta a la red: *#2562*# Idem que el anterior: *#2565*# (NO) BLOCKING - lista (15 objetos): *#3333*# "BEER", el teléfono espera un tiempo y se reconecta de nuevo a la red: *#2377*# Init, Flags, SIM LCK *#3377*# Resetea la lista (NO) BLOCKING: *#3353*# Nombre, longitud, fase de la SIM: *#7378*# Código de seguridad: *#7489*# Activa y desactiva el SLEEP MODE, cuando se desactiva la batería se descarga: *#7693*# Interrupción: *#7787*# Apagar el móvil: *#7948*# Información sobre el SLEEP MODE(despertar, dormir, preguntar): *#8463*# SONY C1 El bloqueo del operador se utiliza para bloquear el teléfono para la tarjeta SIM del operador. Cuando es bloqueado el teléfono para un determinado operador, si introduce una tarjeta SIM de otro operador, el móvil no la aceptará. Sin embargo, sí aceptará otras tarjetas SIM del mismo operador. Eliminar el bloqueo del operador (sólo para usuarios expertos) Sólo tiene que editar la Eeprom en la dirección 16b-1D8 y completarla con 00.

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T RUCOS PARA C ELULARES SONY CMD-J5 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver la versión y fecha del software: presionar *#7353273#

SONY CMD-Z5 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver la versión y fecha del software: encender el móvil sin la tarjeta SIM y presionar *#7353273#

SONY CMDX 1000 Para ver información sobre el software, siga los siguientes pasos: Quitar la tarjeta SIM. Marcar * # 06 #. Pulsar la el botón izquierdo (flecha izquierda). Para introducir el Modo Monitor en el menú Opciones de red, siga estos pasos: 1. Menú 9 (Opciones de teléfono) 2. 7 (Estado del teléfono) 3. [Botón izquierdo] (flecha izquierda del Menú) 4. 7684666 5. [Botón para finalizar una llamada] (botón rojo)

SAMSUNG SGH-2100 Ver IMEI: presionar *#06# Versión del software: presionar *#9999# Activar el menú técnico: presionar *#0324# Ver los parámetros de la puerta serie: presionar *#0001# Regular el contraste de la pantalla: *#0523# Ver la capacidad, voltaje actual y temperatura de la batería: presionar *# 0228#

SONY CMD-Z1 Para ver el número IMEI (Identidad Internacional del Equipamiento Móvil), marcar *#06#. Si quiere ver la versión del software y la fecha de fabricación, tiene que marcar # 8377466 #. En la primera línea de la pantalla aparecerá la versión del software y, en la segunda y tercera encontrará información sobre el CPU y el sistema operativo. En versiones anteriores, quizá no funcione este truco. Pruebe con este: En el menú, ia a Configurar teléfono. En configuraciones de fábrica haga clic una vez. Verá que aparece Configuraciones de fábrica Sí No. No haga nada con esta pantalla, déjala como está. Mueva el cable principal del teléfono ligeramente hacia la derecha (ligeramente significa lo suficiente como para asegurar un pequeño contacto eléctrico pero sin llegar a desconectar el teléfono). Ahora teclee la siguiente secuencia: # * 0 4: aparecerá información sobre el software.

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SAMSUNG SGH-2200 Ver el IMEI: presionar *#06# Versión del software: presionar *#9999# Para regular el contraste de la pantalla: presionar *#0523# Ver la versión del hardware: presionar *#0837# SAMSUNG SGH-2400 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver la versión del software: presionar *#9999# Ver los parámetros de la puerta serie: presionar *#0001# SAMSUNG SGH-600 Ver el IMEI: presione *#06# Ver los parámetros de la puerta serie: presionar *#0001# *2767*3855#: Resetea completamente EEPROM. Este código elimina el bloqueo, aunque también cambia el número IMEI a 447967-89-400044-0. Para volver a tener el antiguo IMEI, utilize el programa IMEI que encontrará en la página de software.


T RUCOS PARA C ELULARES *2767*2878#: Personaliza el reseteo de EEEPROM. SAMSUNG SGH-A110 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver la versión del software: presionar *#9999# Regular el contraste de la pantalla: presionar *#0523# Ver la capacidad, voltaje actual y temperatura de la batería: presionar *# 0228# Si presionamos *#9998*842# el móvil empezará a vibrar sin parar. SAMSUNG SGH-M100 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver la versión del software: presionar *#9999# Regular el contraste de la pantalla: presionar *#0523# Ver la capacidad, voltaje actual y temperatura de la batería: presionar *# 0228# Si presionamos *#9998*842# el móvil empezará a vibrar sin parar. SAMSUNG SGH-N100 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver la versión del software: presionar *#9999# NORTEL 920-922 Bloqueo del teclado: pulsar la tecla debajo de la A, que es la tecla de MENU, y pulsar la opción 9 que es la de seguridad. Luego seleccionar la opción 1 de bloqueo de teclado. Desbloqueo del teclado: pulsar la tecla de la palabra ABRIR y OK. SIEMENS A36 Ver el IMEI: presionar *#06# Para cambiar el idioma de los menús: Si escribe *#0000# + ENVIO entonces los me-


nus quedarán en la lengua automática (definida por el operador) Si presiona *#0001# + ENVIO tendrá menus en inglés Si presiona *#0032# + ENVIO tendrá menus en francés Si presiona *#0039# + ENVIO tendrá menus en italiano Para ver/editar un registro de la lista telefónica, presionar el “número de ese registro” seguido de# ( ej: 10#) SIEMENS C25 Desbloqueo del operador: *#0003*(código secreto de 8 dígitos)#. *#06# para ver el número IMEI (Identidad Internacional del Equipamiento Móvil). *#0000# + ENVIO --> menú en lengua automática (definida por el operador) *#0001# + ENVIO --> menú en ingles *#0032# + ENVIO --> menú en francés *#0039# + ENVIO --> menú en italiano Para inicializar el móvil, presionar *#9999# + ENVIO Pin Out 1- Fondo 2- SB 3- Potencia 4- NC 5- TX 6- RX 7- Reloj 8- Datos 9- Micrófono fondo 10- Micrófono HF 11- Audio 12- Fondo Audio SIEMENS C35I Ver el IMEI: presionar *#06# Ver / editar una entrada de la lista telefónica:

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T RUCOS PARA C ELULARES presionar el «numero de la ficha» seguido de # (ej: 76#) Para cambiar la lengua de los menús: *#0000# + ENVIO --> menú en lengua automática (definida por el operador) *#0001# + ENVIO --> menú en ingles *#0032# + ENVIO --> menú en francés *#0039# + ENVIO --> menú en italiano Ver / editar una entrada de la lista telefónica, introducir el «número de esa ficha» seguido de # (ej: 10#) para iniciar el móvil, escribir *#9999# +ENVÍO SIEMENS M35 Ver el IMEI: presionar *#06# Ver / editar una entrada de la lista telefónica: presionar el «número de la ficha» seguido de # (ej: 76#) Para cambiar la lengua de los menús: *#0000# + ENVIO --> menú en lengua automática (definida por el operador) *#0001# + ENVIO --> menú en ingles *#0032# + ENVIO --> menú en francés *#0039# + ENVIO --> menú en italiano Ver / editar una entrada de la lista telefónica, introducir el «número de esa ficha» seguido de # (ej: 10#) para iniciar el móvil, escribir *#9999# +ENVÍO SIEMENS S25 *#06# Muestra el IMEI (International Mobile Equipment Identifier). *#06# (SIN METER LA SIM) Muestra el IMEI, pero si ahora pulsa la softkey (tecla sup. izq) verá la versión del software instalado. Versiones conocidas: 05, 08, 10 E/F/H significa: Enhanced Full Rate, Full Rate y Half Rate. Estos modos se seleccionan automáticamente. *#0606# (SIN METER LA SIM) Te muestra un

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número hexadecimal y si luego le das a softkey se ve el grado de bloqueo que tiene el teléfono. *#9999# Repone el teléfono a su configuración original, no afecta a la SIM. *#0000# Establece el idioma en automático. *#0001# Establece el idioma en inglés. *#0034# Establece el idioma en español. *#0090# Establece el idioma en turco. Códigos de idiomas que funcionan pero que la mayoría lo que hacen es pasar a ingles, bueno estos son: *#00XX# donde XX son algunos de estos números: 00, 01, 09, 20, 27, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 52, 54, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 81, 84, 86, 90, 91, 92, 94, 95, 98. *#0003*XXXXXXXX# Sirve para desbloquear el teléfono. Donde XXX... es un numero de 8 cifras probablemente obtenido a partir del IMEI. Todos estos códigos se pueden ejecutar cuando le pide el PIN, incluso sin la tarjeta SIM introducida. Para saber si el cable que lo une al ordenador funciona, podemos usar el programa Hyper Terminal que viene con windows, tenemos que crear una conexión directa al COM X , ponerlo a 57600, Bits de datos 8, paridad ninguna y bits de parada 1. A continuación, encendemos el teléfono, y si el cable funciona, aparecen dos cuadraditos y "OK" Cuando el teclado está bloqueado, se puede marcar el 112 (teléfono de emergencia). Si escribe un número entre 0-150 y a continuación pulsa #, accederá a la dirección memoria de teléfonos de la SIM, correspondiente a dicho numero. La lista que aparece se encuentra ordenada en base a cómo se han ido introduciendo los números, no alfabéticamente como en el listado telefónico. En una conversación puede pulsar la tecla # para Desactivar y Activar el Bloc de Notas. Significa, que cuando está hablando puede escribir un número en la pantalla (para llamar luego, o guardarlo en la memoria). *Una forma de ignorar una llamada sin que


T RUCOS PARA C ELULARES sea muy descarado es pulsar la tecla de silenciado del teléfono, el *, cuando empiece a sonar. SIEMENS S35I Ver el IMEI: presionar *#06# Ver / editar una entrada de la lista telefónica: presionar el «numero de la ficha» seguido de # (ej: 76#) Para cambiar la lengua de los menús: *#0000# + ENVIO --> menú en lengua automática (definida por el operador) *#0001# + ENVIO --> menú en ingles *#0032# + ENVIO --> menú en francés *#0039# + ENVIO --> menú en italiano para iniciar el móvil, escribir *#9999# +ENVÍO SIEMENS S40 Ver el IMEI: presionar *#06# Acceder al menú de ingeniería: *#36446337*8378#

presionar

SIEMENS SL45 Ver el IMEI: presionar *#06# Para cambiar la lengua de los menús: *#0000# + ENVIO --> menú en lengua automática (definida por el operador) *#0001# + ENVIO --> menú en ingles *#0032# + ENVIO --> menú en francés *#0039# + ENVIO --> menú en italiano para reiniciar el móvil, escribir *#9999# +ENVÍO NEC DB 1000 Versión de software: *#2820# Códigos secretos Para ver el número IMEI, pulsar *#06# Para volver a las configuraciones predeterminadas, marcar *73738# Para ver la versión del software, marcar *#2820# Información sobre el bloqueo del Proveedor de Servicios (PS)


Este proceso le dirá si su teléfono está bloqueado. Poner * # 3210 # para obtener información sobre el bloqueo de la tarjeta SIM; *#8140# para información sobre el bloqueo de la red. Bloqueo de la tarjeta SIM NEC G9 Versión de software: *#2820# Bloqueo del teclado: Pulsar la tecla MENU y la tecla 0, o MENU y #. Desbloqueo del teclado: Pulsar MENU y #. BOSCH 738/718, COM 607/608 Y 908/909 *#0000# pone los menús otra vez en inglés. Util cuando cambia el idioma por alguno muy raro y no sabe ni en que menú está. *#3370# para activar el EFR (Enhaced Full Rate) #3370# para hacer un "reset" del teléfono Códigos de bloqueo: Queremos advertir que los siguientes códigos no son para liberar el teléfono, son simplemente para forzar al teléfono que nos pida el código de desbloqueo, que previamente tenemos que conocer, porque nos lo haya suministrado el operador. Si no conocemos este código, es mejor no intentarlo, porque podemos llegar a bloquear la posibilidad de liberar el teléfono, si metemos 10 veces un código erróneo. *#06# para ver el número IMEI (Identidad Internacional del Equipamiento Móvil) *#0000# para configurar el idioma automáticamente (inglés) *#3370# para configurar el sistema de codificación de voz Enhaced Full Rate #3370# para resetear el teléfono *#9000# para introducir el código de bloqueo de la tarjeta SIM *#9001# para introducir el código corporativo (Bosch 908) *#9003# para introducir el código de red *#9002# para introducir el código del proveedor (Bosch 908)

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T RUCOS PARA C ELULARES *#9004# para introducir el código de subred *#9100# para eliminar definitivamente el bloqueo de la tarjeta SIM *#9101# para eliminar definitivamente el bloqueo corporativo *#9102# para eliminar definitivamente el bloqueo del proveedor *#9103# para eliminar definitivamente el bloqueo de la red *#9104# para eliminar definitivamente el bloqueo de subred (El bloqueo de la tarjeta SIM NO es el bloqueo del operador.) El bloqueo de la tarjeta SIM hace que su teléfono se una a su tarjeta SIM y que no acepte otras tarjetas SIM una vez bloqueado el teléfono. Tiene 10 intentos para introducir correctamente el código. Tras el décimo intento el teléfono se queda con "la tarjeta SIM bloqueada para siempre", y no podrá desbloquearla. Lo mejor que puede hacer es eliminar definitivamente el bloqueo de la tarjeta SIM. Menú oculto: *#3262255*8378# para activar el menu secreto de ingeniería. A partir de ese momento aparecerá un nuevo menú en el teléfono, con el Nº10, y las siguientes entradas: 10. Engineering (Ingeniería) 10.1 MS Info 10.1.1 on (activar) 10.1.2 off (desactivar) 10.2 Software details (detalles del software) 10.2.1 Software version (versión del software) 10.2.2 EEPROM version (Versión de la EEPROM) 10.2 Test/production details (pruebas y producción) 10.3.1 Hardware data (fecha de fabricación del hardware) 10.3.2 Production data (fecha de producción) 10.3.3 Service data (fecha en que el teléfono ha pasado por el servicio técnico) 10.3.4 Mechanical data (datos mecánicos)

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ASCOM ELISTO Últimas llamadas realizadas: 0* Visualizar fecha de creación del Software: *#9999#. Visualizar la versión del hardware y el IMEI: *#9998#. Bloqueo del teclado: pulsar MENU y desplazamos hasta la opción 1 de teclado, Activar y aparece en pantalla DES y parecido a una gasolinera que indica que está bloqueado. Desbloquear teclado: pulsar la tecla debajo de DES y volver a pulsar otra vez la tecla debajo de SI. NOKIA 1610 Menú de garantía: *#92772689# Versión de software: *#170602112302# Bloqueo del teclado: Pulsar a la vez MENU y *. Desbloqueo del teclado: Pulsar a la vez MENU y *. Código Simlock: Pulsar #, pulsar *** para presentar en pantalla "p". Pulsar **** para presentar en pantalla "w", pulsar ** para presentar en pantalla "+". Introducir el código Simlock, pulsar ** para presentar en pantalla "+", pulsar 1, pulsar #. NOKIA 1611 *#06# Muestra el IMEI del teléfono. *#170602112302# Versión de software cargada. *#9277689# Pregunta: "Warranty code?" si ponemos algunos de los codes de abajo: 6232 Fecha de fabricación. 7332 Fecha de reparación. 7832 Fecha de compra. 9268 Numero de serie. 37832 Fecha de compra. 87267 Transferencia de datos. NOKIA 2110 Ver IMEI: Escribir *#06# Nombre de la Celda: Escribir [MENU] 4 9 1 Fecha del firmware: Presionar *#3283# y aparece (* # Fecha *).


T RUCOS PARA C ELULARES Si el año es 95, los dos primeros dígitos son el mes y los dos últimos son el año. Si el año es 96 los dos primeros dígitos son la semana del año. Versión del Software: Para saber la versión del software en los modelos 2100e/2100i, presionar *#170602112302#. En las versiones más recientes el código cambió para *#682371158412125#. Deberá aparecer, por ejemplo: V 5.31 software version 06-11-96 date manufactured NHE-4 model GE8 = 9000 Menús ocultos: Presionar *, después memory, después find o *, después "abajo" y verá las llamadas recibidas. Presionar +, después memory, después find o +, después "abajo" y verá las llamadas perdidas.

adecuados, o lo pueden hacer en un servicio técnico de NOKIA. 21-01-00 - Es la fecha de fabricación del software del teléfono. NSE-8/9 - Es el código interno de modelo de NOKIA para el 3210 Aumentar el tamaño de fuente: cuando se encuentre sobre un nombre en la agenda, mantenga presionada la tecla # para ver el número en grande. * Activar EFR (Enhaced Full Rate) - teclear *3370#. * Desactivar EFR (Enhaced Full Rate) - teclear #3370#. * Activar HFR (Half Rate Mode) - teclear *4720#. * Desactivar HFR (Enhaced Full Rate) - teclear #4720#.

NOKIA 3110 Primera línea: Versión del Software. Segunda línea: Fecha de la versión. Tercera línea: Modelo de terminal. Información adicional tecleando: *#92702689# 6332 (ok) : Mes y año de fabricación. 97332 (ok) : Fecha de la última reparación. 268 (ok) : Número de serie. Resetear el Terminal: *#7780# Conocer el Software del Terminal : Teclear : *#3110#

NOKIA 3310 Ver IMEI: presionar *#06#. Versión Software: presionar * # 0000 # y puede ver la versión del software, fecha de fábrica, y modelo del teléfono. Garantía: información sobre la garantía, presionar *#92702689#, verá entonces: 1 IMEI 2 Made MM/YY (fecha de fabricación) 3 Fecha de compra (esta fecha puede ser editada, una vez cambiada ya no puede ser alterada) 4 Repaired (fecha de reparación si ha existido) 5 "Transfer user data" EFR: *3370# EFR quedará activo después de reconectar el móvil #3370# EFR quedará desactivo después de reconectar el móvil. *4720# Half Rate quedará activo después de reconectar el móvil #4720# Half Rate quedará desactivo después de reconectar el móvil. Sim clock stop: Sim clock la parada: para ver si

NOKIA 3210 Para saber el IMEI: teclear *#06#. Para saber la versión del software y la fecha de éste: teclear *#0000#. La información que nos muestra es la siguiente: V x.xx - Es la versión del software que lleva nuestro teléfono. Hay varias versiones del software: "5.04", "5.09", "5.10". A veces la versión de software puede ser actualizada a través de cable de conexión a PC y los programas


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T RUCOS PARA C ELULARES el reloj del sim puede ser que los stoped * #746025625 #[* #sim0clock #] (Sim - el reloj - la parada es un tipo de modo de reserva que ahorrará tiempo de la batería) No puede con todas las versiones del firmware. Enhanced Full / Half Rate Codec (EFR) Activación: pulse * #3370 # Desactivación: pulse * #3370 * Half Rate Codec Activación: pulse * #4720 # Desactivación: pulse * #4720 * *En todos los casos el teléfono reiniciará automáticamente.. NOKIA 3330 Ver IMEI: presionar *#06# Versión Software: Presionar * # 0000 # y puede ver la versión del software, fecha de fábrica, y modelo del teléfono. Garantia: información sobre la garantía, presionar *#92702689#, verá entonces: 1 IMEI 2 Made MM/YY (fecha de fabricación) 3 Fecha de compra (esta fecha puede ser editada, una vez cambiada ya no puede ser alterada) 4 Repaired (fecha de reparación si ha existido) 5 "Transfer user data" EFR: *3370# EFR quedará activo después de reconectar el móvil #3370# EFR quedará desactivo después de reconectar el móvil. *4720# Half Rate quedará activo después de reconectar el móvil #4720# Half Rate quedará desactivo después de reconectar el móvil. NOKIA 5110 Bloqueo del teclado: pulsar a la vez MENU y *. Desbloqueo del teclado: pulsar a la vez MENU y *.

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Codigo de seguridad: de fabrica el 12345. *#06# Muestra IMEI. *#0000# Versión de software. *#92702689# Pregunta: "Warranty code?" si ponemos algunos de los códigos de abajo..: 6232 Fecha de fabricación. 7332 Fecha de reparación. 7832 Fecha de compra. 9268 Numero de serie. 37832 Fecha de compra. 87267 Transferencia de datos. Para desbloquearlo: Encienda el móvil, cuando le pida el pin pulse la tecla de bajar sonido durante 3 segundos y después la tecla C. Cuando la pantalla se ponga en blanco introduzca esta secuencia **04*PIN*PIN*PIN#. Ahora ya puede meter cualquier tarjeta en su NOKIA. NOTA: este truco esta sólo disponible para las versiónes de Software inferiores a la 5.04, para saber la versión de software de su móvil pulse *#0000#. No nos responsabilizamos del daño que pueda generar en su movil, hágalo bajo su responsabilidad. Activar Enhaced Full Rate: *3370# Desactivar Enhaced Full Rate: #3370# Activar Half Rate: *4720# Desactivar Half Rate: #4720# Para entrar al modo de prueba de un 5120 TECLEE: *3001#XXXXX# "XXXXX" es la clave para entrar, que de fábrica es 12345, y ahí encontrará -NAM1 -NAM2 -SECURITY -EMERGENCY -SW VERSION -SERIAL NO. -PROGRAMED -FIELD TEST NOKIA 5120i: *#06# Muestra IMEI. Para entrar a al versión del software hay que te-


T RUCOS PARA C ELULARES clear *#9999# . Para 5120i: para poder acceder al número de serie, fecha de fabricación, fecha de compra, fecha de reparación (si es que la hubo), tiempo total de conversación, teclee *#92772689* desde la pantalla principal. Para entrar a ver el nam, el código de seguridad, la versión, etc, sólo deberá teclear *3001#12345# y entrar, para salir hay que apagar el teléfono. NOKIA 5125: Para entrar a ver el nam, el código de seguridad, la versión, etc, sólo deberá teclear la secuencia *3001#12345# y entrar, para salirse hay que apagar el teléfono. NOKIA 6110 Ver IMEI: presionar *#06# Versión Software: presionar * # 0000 # y puede ver la versión del software, fecha de fabrica, y modelo del teléfono. Garantía: información sobre la garantía, presionar *#92702689#, verá entonces: 1 IMEI 2 Made MM/YY (fecha de fabricación) 3 Fecha de compra (esta fecha puede ser editada, una vez cambiada ya no puede ser alterada) 4 Repaired (fecha de reparación si ha existido) *3370# EFR quedará activo después de reconectar el móvil #3370# EFR quedará desactivo después de reconectar el móvil. *4720# Half Rate quedará activo después de reconectar el móvil #4720# Half Rate quedará desactivo después de reconectar el móvil NOKIA 6120: Para entrar a ver el nam, el código de seguridad, la versión, etc, sólo deberá teclear *3001#12345# y entrar, para salirse hay que apagar el teléfono.


NOKIA 6210 IMEI del Teléfono: *#06# Versión de software: *#0000# Warranty code?: *#92702689# A continuación nos saldrá un menú con las siguientes partes: * Fecha de fabricación * Fecha reparación * Fecha de compra * Número de serie * Transferir datos *Cuidado con la opción fecha de compra, una vez introducidos los datos, no los podrá modificar EFR: Aumento del nivel de la señal: *3370# #3370#: Con este código desactivaremos la función EFR (Enhaced Full Rate) *4720#: HRM: Aumento de la duración de la batería #4720#: con este código desactivaremos la función HRM( Half Rate Mode ). Bloqueos del teléfono: utilize estos códigos para saber qué bloqueos tiene su teléfono. Si en la pantalla, tras introducirlo, dice code error, significará que tiene el lock cerrado. *Si introduce los códigos más de cinco veces bloqueará el cierre, así que simplemente utilize los códigos una sola vez y apunte los códigos que obtiene: #pw+1234567890+1# SIM Lock del proveedor #pw+1234567890+2# SIM Lock de la red #pw+1234567890+3# Muy poco usado #pw+1234567890+4# SIM Lock para tarjetas prepagas NOKIA 6210 CYBER SILVER Ver IMEI: presionar *#06# Versión Software: presionar * # 0000 # y puede ver la versión del software, fecha de fábrica, y modelo del teléfono. Garantía: información sobre la garantía, presionar *#92702689#, verá entonces: 1 IMEI 2 Made MM/YY (fecha de fabricación)

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T RUCOS PARA C ELULARES 3 Fecha de compra (esta fecha puede ser editada, una vez cambiada ya no puede ser alterada) 4 Repaired (fecha de reparación si ha existido) 5 "Transfer user data" NOKIA 6250 IMEI del Teléfono *#06# Versión de software *#0000# Warranty code? *#92702689# A continuación nos saldrá un menú con las siguientes partes: * Fecha de fabricación * Fecha reparación * Fecha de compra * Número de serie * Transferir datos *Cuidado con la opción fecha de compra, una vez introducidos los datos, no los podrá modificar EFR: Aumento del nivel de la señal *3370#: con este código activaremos la función EFR( Enhaced Full Rate ). Esta aumenta el volumen y calidad del sonido en las llamadas (de las melodías) pero gasta un 5 % más de la duración de la batería. Después de insertar este código el terminal se resetea. #3370#: con este código desactivaremos la función EFR (Enhaced Full Rate) HRM: Aumento de la duración de la batería *4720#: con este código activaremos la función HRM (Half Rate Mode). Esta disminuye el volumen y calidad del sonido en las llamadas (de las melodías) pero aumenta en un 30 % la duración de la batería. #4720#: con este código desactivaremos la función HRM( Half Rate Mode ). Bloqueos del teléfono Utilize estos códigos para saber qué bloqueos tiene su teléfono. Si en la pantalla, tras introducirlo, dice code error, significará que tiene el lock ce-

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rrado. *Si introduce los códigos más de cinco veces bloqueara el cierre, así que simplemente utilize los códigos una sola vez y apunte los códigos que obtiene: #pw+1234567890+1# SIM Lock del proveedor #pw+1234567890+2# SIM Lock de la red #pw+1234567890+3# Desconocido y muy poco usado #pw+1234567890+4# SIM Lock para tarjetas prepagas Aumentar el tamaño de fuente Cuando se encuentre sobre un nombre en la agenda, mantenga presionada la tecla # para ver el número en grande. NOKIA 7110 *#06# para ver el número IMEI *#0000# para ver la versión de Software. *#3370# Activación de la codificación de voz Enhanced Full Rate (EFR). Se reiniciará automáticamente. *#3370* Desactivación de la codificación de voz Enhanced Full Rate (EFR). Se reiniciará automáticamente. *#4720# Activación de Half Rate Codec. Se reiniciará automáticamente. *#4720* Desactivación de Half Rate Codec. Se reiniciará automáticamente. *#746025625# Estado permitido del reloj Sim. *#92702689# [*#war0anty#] lleva a un menú oculto con 6 opciones: 1. Número de serie. 2. Mes y año de fabricación (0997) 3. Fecha de compra del móvi (MMAA) 4. Fecha de la última reparación (si la hay) 5. Le permite trasferir datos de usuario si tiene los instrumentos necesarios. 6. Indica el tiempo que el teléfono ha estado conectado.


Como suelo decir cada vez que hablo de este tema, la liberación de un teléfono, para que pueda ser utilizado en cualquier país, puede considerarse una “unidad de ingreso” dentro de las actividades de un técnico. Surge fundamentalmente de dos problemas puntuales, uno adaptar teléfonos provenientes de otros países, y dos, permitir que los mismos puedan activarse en otro operador, otra cuestión importante es la natural evolución de la tecnología, que muchas veces motiva el reemplazo de los terminales/teléfonos. Las compañías prestatarias de telefonía celular, cuando venden un teléfono a un usuario suelen programarlo para que sólo reconozca las tarjetas SIM de esa empresa, de modo que cuando uno le coloca un chip de otra empresa, el teléfono no funcione. Desbloquear un teléfono celular implica “cambiar la información” de posiciones de la memoria del teléfono, a los efectos de que pueda reconocer cualquier tipo de chip (SIM), sin importar la empresa a la que pertenezca. Desbloquear un teléfono no constituye ningún delito, siempre que se cuente con el aval del propietario del móvil pero... ¿al desbloquear un teléfono se lo está clonando?, tal como lo explicamos en Saber Electrónica Nº 222 (edición Argentina), la respuesta es NO ya que la clonación implica cambiarle la identidad al móvil y esto SI constituye un delito gravísimo y penado por la ley. En este libro, ademas de explicar en qué consiste la telefonía celular, cómo funcionan los móviles y las diferentes tecnologías, “resumo” el trabajo de estudio e investigación que vengo realizando desde hace unos años, explico cómo poder capacitarse utilizando material que Editorial Quark ha preparado exclusivamente para lectores de distintos niveles y explica los métodos de desbloqueo de varios teléfonos celulares. ISBN Nº:987-1116-67-5 ISBN Nº: 978-987-1116-67-6

CAPITULO 1 TELEFONIA CELULAR. FUNCIONAMIENTO Y CARACTERISTICAS Telefonía celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El sistema móvil celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cómo sabe la red la ubicación de un móvil . . . . . . . . . . . . . . Establecimiento de una llamada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Teléfonos celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estructura celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funcionamiento del teléfono celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Problemas en los teléfonos celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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DIAGRAMA DE BLOQUES, DESARME Y REPARACION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagrama en bloques de la sección de RF de un teléfono celular Sony . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagrama en bloques del sistema de banda base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagrama en bloques de la etapa de audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Servicio a los teléfonos celulares - Desarme, reconocimiento de partes y fallas (Motorola T720) Fallas y soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qué se necesita para reparar un teléfono celular - Kit para Panasonic EB-GD90 . . . . . . . . . . .

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CAPITULO 2 SISTEMAS PARA TELEFONIA CELULAR . . . . . . . . . . . . Introducción a las tecnologías para telefonía celular . . . Breve historia del teléfono celular . . . . . . . . . . . . . . . El teléfono celular digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ¿Qué precisa un teléfono celular para funcionar? . . . . El IMEI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Servicios GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El funcionamiento de la red GSM . . . . . . . . . . . . . . . Estructura del sistema GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La arquitectura funcional del sistema GSM . . . . . . . . . Elementos de un sistema GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . UMTS: sistema universal de telecomunicaciones móviles Evolución del sistema UMTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MODULACION FSK EN LA TECNOLOGIA CDMA . . . . . El desafío celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ¿Qué és CDMA? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Capacidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La norma celular de CDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Los principios de CDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La tecnología CDMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . La modulación FSK en la tecnología CDMA . . . . . . . . Estándar para celulares CDMA (IS95) . . . . . . . . . . . . CDMA, GSM, 3G, UMTS... ¿HACIA DONDE VAMOS? . 3G - Sistemas celulares de tercera generación . . . . . . Ventajas de CDMA sobre GSM . . . . . . . . . . . . . . . . . Celulares multimedia con 3G CDMA . . . . . . . . . . . . . Glosario de términos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conclusiones del capítulo 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPITULO 4 LIBERACION DE TELEFONOS CELULARES GSM EN AMERICA LATINA Desbloqueo por códigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación por Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación por software y cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejemplos de desbloqueo por códigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejemplos de desbloqueo con Clips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejemplos de desbloqueo con Box Unlock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ejemplo de desbloqueo con Dongle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cómo aprender teléfonos celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DVD para técnicos y profesionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación de teléfonos Sagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono SonyEricsson K300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Motorola V300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación de teléfonos LG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Siemens S65 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Motorola V200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Siemens A56 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono SonyEricssopn T610/616 . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Vitel TSM500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Nokia 2100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Siemens S40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Siemens C55/SL55 . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono SonyEricsson Z600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . Liberación del teléfono Samsung E310/E317/A400/A300, etc . . .

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Director de la Colección Club SE Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo Administración Argentina: Teresa C. Jara Administración México: Patricia Rivero Rivero Comercio Exterior Argentina: Hilda Jara Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero Director Club Saber Electrónica: Luis Leguizamón Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo Coordinador Internacional José María Nieves Publicidad Argentina: 4301-8804 - México: 5839-5277 Staff Víctor Ramón Rivero Rivero Ismael Cervantes de Anda Olga Vargas Liliana Vallejo Mariela Vallejo Gastón Navarro Fernando Ducach Areas de Apoyo Teresa Ducach Disprof Fernando Flores Claudio Gorgoretti Paula Vidal Raúl Romero Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Luis Leguizamón Club Saber Electrónica Nº 21. Fecha de publicación: Septiembre de 2006. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

CAPITULO - 1

TELEFONIA CELULAR En la década del 70 comenzó a emplearse el sistema IMTS en los Estados Unidos de Norte América, que permitía la comunicación entre abonados movilizados a bordo de diferentes automóviles, quienes también podían establecer comunicación entre abonados fijos de la red telefónica convencional (con tendido de cables). Para una mejor definición ITMS significa "Sistema de Telefonía Móvil Mejorado" y es bastante similar al sistema de telefonía celular que hoy es ampliamente utilizado tanto en nuestro país como en el resto del mundo. Damos a continuación algunos términos básicos referentes a la telefonía móvil: Tr u n k i n g Se llama "trunking" a un conjunto de varios canales combinados, que ofrece automáticamente la estación móvil de cualquier canal que esté libre, para que origine o reciba llamadas. Con esta técnica se aprovechó mucho mejor el espectro de frecuencias y así aumentó la eficiencia del tráfico telefónico. El sistema funcionó bien en la década del setenta, tras la construcción de sintetizadores de frecuencia que sintonizaban varias frecuencias al mismo tiempo.

SMC: Sistema Móvil Celular La solución para todos los problemas presentados en el sistema móvil convencional residen en la creación estructural de las celdas, que contienen transceptores que operan en potencia baja, en que poseen frecuencias distintas y consiguen capturar la señal de un abonado que esté dentro de su radio de acción. Surgió entonces el SMC (Sistema Móvil Celular), en el que son distribuidas celdas que contienen, cada una, un equipo de radio transmisor/receptor denominado EBRF (Estación Base de Radiofrecuencia). Celdas Una celda es una área determinada que recibe la cobertura de una EBRF y que mantiene la calidad de transmisión y recepción dentro de los estándares establecidos por el sistema. Para entender mejor el tema, imaginemos que el terreno que rodea la antena de la EBRF es todo plano y que no hay obstáculo alguno, el área abarcada por el transmisor será circular. Sin embargo, en la práctica, no es así, porque tenemos edificios, desniveles, árboles, etc. y la situación se presenta diferente. Aparecen regiones donde la EM (Estación Móvil) no consigue captar la señal proveniente de la EBRF, llamadas Regiones de Sombra. Como representación gráfica se adoptó el formato de un hexágono y los hexágonos agrupados uno al lado del

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TELEFONIA CELULAR otro tal como podemos observar Figura 1 en la figura 1. Existen celdas sectorizadas en las cuales, las antenas se montan de tal forma que tengan 3 sectores de actuación, o sea, la torre posee 3 grupos de antenas, cada una cubre 120 grados. De esta forma, un grupo de antenas será responsable por el primer grupo de canales, otro lo será por el segundo y el último por el tercer grupo de canales, queda la EBRF como responsable por 3 sectores. Pero no siempre funciona de esa forma, puede ocurrir que se quiera cubrir solamente una determinada área, ahí se utilizará, por ejemplo, un solo sector. Para cubrir una ciudad, por ejemplo, se aglomeran varias celdas. Cluster La cantidad total de los canales que la banda de frecuencias requiere se distribuye entre varias celdas. A ese aglomerado de celdas se le da el nombre de cluster, que puede ser de distintos tipos o patrones de reutilización, a saber: K = 3, K = 4, K = 7 (figura 2), etc. H a n d - o ff Término usado cuando el canal de voz de una EM es desviado hacia otro canal, mientras dura el movimiento de esa EM, efecto controlado por la CCC. Esto ocurre en el momento en que hay degradación en la señal enviada por la EM a EBRF, en las siguientes situaciones:

Figura 2

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1 - Cuando la EM sale de los límites de la celda/sector, o la señal queda debajo de la CCC, como constantemente está midiendo esa señal, conmuta la EM hacia otro canal perteneciente a la nueva celda/sector, con niveles más altos para la comunicación. 2 - Cuando hay degradación en la RSR (Relación Señal/Ruido); o sea: el ruido continuo en el canal de voz es mayor que la señal de referencia emitida. Roaming Término que significa desplazarse e indica la utilización de una llamada telefónica celular móvil, en una CCC que no es la original del abonado celular móvil. En otras palabras, es cuando un abonado móvil utiliza una CCC que no es la propia, en la que está debidamente registrado para efectuar y para recibir una llamada telefónica. Es como si el abonado alquilara un canal de la CCC visitada y se lo llama "visitante". La CCC visitada recibirá el anuncio de llegada del visitante a través del roaming automático; es decir: el aparato celular manda una señal hacia la CCC de alquiler y ésta le devuelve, a través del canal de control, la identificación del área visitada y en el display del ROAM aparece el mensaje. Ya reconocido el visitante, al solicitar o recibir una llamada, la CCC visitada entra en contacto con la CCC de registro del abonado y obtiene su archivo de abonado, que contiene informaciones personales, como ESN (Electronic Serial Number), el número de serie del aparato celular, que fue grabado por el fabricante, la categoría del abonado, etc. Ese reconocimiento se hace con el número telefónico del visitante, y las dos CCC son conec-

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Figura 3

tadas mediante un canal apropiado para el intercambio de informaciones.

EL SISTEMA MOVIL CELULAR Un sistema móvil celular (SMC) básicamente está formado por 3 partes: 1) Estación Base de Radiofrecuencia (EBRF), 2) Central de Conmutación y Control (CCC) y 3) Estación Móvil (EM) La EBRF es una interface entre la CCC y las EMs; sus funciones básicas son: - Para datos: convierte la señalización propietaria que la une a CCC en el protocolo AMPS entre EBRF y EMs. - Para voz: convierte las señales digitalizadas de voz que transitan en los enlaces entre CCC y EBRF, en señales analógicas para la transmisión FM entre EBRF y EMs. - Para supervisión de canal de radio: monitorea los canales de voz en conversación para comparar la intensidad RF de la señal y la RSR de la señal de voz, que indica a la CCC cuando los valores medidos es-

tán fuera de las especificaciones, para que ésta aplique los procedimientos de Handoff. En la figura 3 se puede observar un diagrama en bloques de los principales componentes de una red de telefonía celular. * El Mobile Switching Center (MSC) es quien realiza las funciones telefónicas en la red. Controla las llamadas de y hacia otros sistemas telefónicos y de datos tales como la red de telefonía fija (PSTN), la red de servicio integrados (ISDN). Es quien coordina la comunicación entre los Media Gateways. Cuando se intenta establecer una llamada hacia un teléfono celular, un MSC actúa como GATEWAY-MSC. El GATEWAY-MSC. * El Radio Network Controller (RNC) Maneja todas las funciones relacionadas con las ondas de radio del sistema, es quien asigna los canales de radio y quien se encarga de que la llamada siga establecida aunque el teléfono se cambie de celda * El Base Transciever Station (BTS) es la Interface de radio, aquí residen las antenas de comunicación. El rango de cobertura de las antenas es comúnmente llamado celda. En un BTS generalmente se montan 3 celdas. * El Home Location Register (HLR) es una base de datos centralizada donde se almacenan y se manejan las subscripciones de los teléfonos de la red. Aquí se almacena la información referente al subscriptor hasta que su subscripción es cancelada. Dentro de los datos almacenados aquí se encuentran: La identidad del subscriptor. La última localización del subscriptor. Los servicios a los cuales tiene acceso. * El Media Gateway es quien administra y conecta los recursos para medios de comunicación. Existen Media Gateway para Voz, Datos y Video. Las conexiones son requeridas y liberadas por el MSC.

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TELEFONIA CELULAR COMO SABE LA RED LA UBICACION DE UN MOVIL Las celdas siempre transmiten la identificación de cada teléfono (figura 4) de manera tal que en la medida que el teléfoFigura 4 no se mueve, éste es identificado por la celda que corresponde a la zona de ubicación (figura 5). La identificación del teléfono por una celda se haFigura 5 ce a través de un controlador de Radio Enlace (RMC) y por el correspondiente Switch (MSC) (figura 6). Dicho de otra manera, cuando el teléfono entra en zona Figura 6 de cobertura de una celda, se piden los datos del subscriptor a la base de datos Figura 7 HLR a través de un RMC y de un MSC (figura 7). Cuando la base de datos reconoce la identificación del móvil, de inmediato le da de Figura 8 baja a la última ubicación que tenía en memoria y fija los datos de la nueva ubicación.

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Luego, el HLR manda al swicht MSC los datos del abonado (servicios contratados, tipos de controladores, crédito disponible, etc.) de manera tal que ahora el teléfono está en condiciones de realizar llamadas desde una nueva ubicación (bajo el control de una nueva celda). ESTABLECIMIENTO DE UNA LLAMADA Cuando se recibe una solicitud de llamada a un móvil, los datos se envían a un swicht “concentrador” llamado Gateway MSC. Este concentrador va buscar a la base de datos (HLR) toda la información del teléfono al que se está llamando (figura 8) para saber la posición del celular buscado. Como el HLR tiene información de todos los celulares, le pide a otro swicht (MSC) que proFigura 9 porcione un enrutamiento temporal para establecer la comunicación en base a los datos almacenados (so-

Figura 10

Figura 11

CAPITULO - 1 bre la posición tanto del móvil, que llama como del teléfono buscado, figura 9). De esta manera se encuentra al MSC que tiene el enlace del teléfono buscado y, por medio del HLR se establece una comunicación entre Figura 12 el MSC que pide la comunicación y el MSC del teléfono al que se está llamando. (figura 10). Tenga en cuenta que aquí han intervenido dos tipos de MSC, por un lado el Gateway MSC que es el que tiene los datos de los teléfonos y por otro lado un Media Gateway que es Figura 13 el que dice qué tipo de enrutamiento se realiza, es decir, si es un canal de datos, de voz, de video, etc. (figura 11). Es decir que, una vez que se encontraron todos los datos de los dos teléfonos, el Gateway MSC selecciona un Media Gateway específico (de voz, datos o video) y enruta la llamada mediante un enlace temporal. Al recibir la llamada, el MSC envía al celular llamado la señal de alerta para que sepa que es requerida una comunicación (figura 12) por medio de un RNC. Una vez que el celular responde, se establece la comunicación a través de un canal de radio (figura 13).

TELEFONOS CELULARES Poder hablar mientras se viaja siempre ha sido un lujo codiciado para muchos usuarios, la comunicación portátil ofrecía conveniencia y eficiencia. La comunicación móvil ha existido por espacio de 60 años en la forma de tecnología de radio, finalmente se ideó un equipo de radiotelefonía que permitirá enlazarse en forma directa mediante radio con la RTPC desde radioteléfonos que se encontraban en automóviles. La tecnología de radiotelefonía estaba limitada por dos factores muy importantes: En primer lugar sólo hay un número limitado de canales en la RF (gama de frecuencias), la banda normal de telefonía podía dar servicio hasta 2000 canales. En segundo lugar la radiotelefonía era un servicio centralizado, uno se suscribía a un servicio local y sólo se recibía servicio de ese proveedor, el alcance estaba limitado por las instalaciones del radioproveedor.

La compañía estadounidense de telefonía y telegrafía (AT&T) fue la primera que se dedicó al rediseño de la telefonía móvil desarrollanFigura 14 do el servicio avanzado de telefonía móvil (o AMPS) hoy conocido simplemente como sistema celular.

ESTRUCTURA CELULAR En vez de establecer una sola trayectoria de comunicación de alta potencia entre dos puntos, el sistema celular divide una región geográfica en áreas relativamente pequeñas (celdas). Cada celda cuenta con una estación que está equipada con un sistema de radio de baja potencia y equipo controlado por computadora para enlazar cada celda con una oficina móvil de conmutación telefónica (OMCT) centralizada. Los usuarios fi-

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TELEFONIA CELULAR nales no se comunican directamente con la OMCT sino con su estación de celda más cercana, posteriormente cada estación de celda se comunica con la OMCT regional. De esta manera se puede crear una red de muchas estaciones de radio independientes en un área muy grande.

Figura 15

FUNCIONAMIENTO DEL TELEFONO CELULAR Los teléfonos celulares pueden descomponerse en tres módulos bien definidos como se muestra en la figura 14, que son: el módulo de radio (RF = radio frecuencia), el módulo de audio (AF audiofrecuencias) y el módulo lógico de control (CPU). Módulo de RF El módulo de RF tiene a su cargo todas las señales que entran o salen del teléfono celular, como se muestra en la figura 15. El circuito receptor de RF filtra y demodula las señales recibidas. La salida del módulo de RF se aplica al módulo de AF. A diferencia de los radiorreceptores tradicionales en los que se usa sintonización manual para definir el canal deseado, el teléfono celular usa un circuito sintetizador de frecuencia de precisión que puede ajustarse a cualquiera de los 666 canales celulares asignados. El canal seleccionado en un mo-

mento dado está determinado por el módulo lógico de control. Conforme su teléfono celular se mueve de una celda a otra, las frecuencias de transmisión y recepción se cambian tomando en cuenta los canales disponibles de la nueva celda. Las instrucciones que indican qué frecuencias cambiar son recibidas como señales de información y son procesados por un módem en el módulo lógico de control del teléfono celular. Las señales de voz provienen del módulo de AF y las señales de información provenientes de la unidad lógica de control se envían al circuito transmisor de RF que las coloca sobre la portadora de RF apropiada, las filtra, las amplifica y las aplica a la antena. La frecuencia portadora de RF está determinada por la celda particular en que se encuentre. Figura 16

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CAPITULO - 1 El circuito sintetizador de frecuencia de canal, por lo general, consta de un oscilador de base que trabaja conjuntamente con un sintetizador de frecuencia de recepción y un oscilador de frecuencia de transmisión. El sintetizador de frecuencia de recepción recibe una señal digital de control de módulo lógico de control y produce un voltaje proporcional a la frecuencia deseada. Un oscilador controlado por voltaje, o Vco, convierte el voltaje proporcional en la señal del oscilador. El circuito de portadora de transmisión es similar. Las señales digitales de control del módulo lógico de control establecen un voltaje que es proporcional a la frecuencia deseada. El voltaje proporcional excita a un Vco que produce la frecuencia del oscilador.

ra ser modulados, junto con las señales de control provenientes de un módem en el módulo lógico de control. Una porción de la voz transmitida regresa al receptor como tono local. Las funciones de transmisión y recepción de AF están bajo control directo del módulo lógico de control.

Módulo lógico de contro l Como puede verse en el diagrama a bloques de la figura 17, el módulo lógico de control es base de un teléfono celular. El módulo lógico de control tiene una estructura similar a la de una computadora personal. La CPU principal controla el teléfono celular con base en un conjunto de instrucciones permanentes (su programa) grabadas en una memoria permanente (ROM). Se incluye una memoria temporal (RAM) que Módulo de AF El módulo de AF es responsable de la conversión almacena variables tales como el canal de uso, el vade las señales de FI (frecuencia intermedia) provenien- lor seleccionado de potencia del transmisor, etc, así tes del módulo de RF en señales de voz que se pue- como los resultados de cualquier comparación lógica dan oír en el receptor del teléfono celular, como se u operación matemática requeridos cuando el programuestra en la figura 16. Generalmente se incluye un ma del teléfono no esté corriendo. Se usa una memosegundo elemento receptor para producir señales de ria borrable (EPROM) para almacenar información advertencia, tales como las señales de llamada. Los que es exclusiva de cada teléfono, tal como el númetonos de DTMF y la voz provenientes de un micrófono ro asignado al teléfono celular. A este tipo de memose filtran, se mezclan y se aplican al módulo de RF pa- ria algunas veces se le denomina MAN, o módulo de asignación de número. La CPU tiene el control directo de los módulos AF y de RF, así como el generador de DTMF. Puesto que un teléfono celular es una parte activa de la red celular, debe estar en contacto constante con la red. Además de las señales de voz y de DTMF, el teléfono celular debe transmitir y recibir información de la estación de celda en uso. Un CI de módem se usa para añadir información a la señal transmitida e interpretar las órdenes e información provenientes de la red celular. La CPU también se hace cargo del funcionamiento del CI del controlador celular. El controlador celular generalmente es un ASIC sofisticado que es responsable de interconexión con el sistema de presentación visual y de teclado del teléfono celular. El controlador celular realiza los ajustes de los sintetizadores de frecuencia de transmiFigura 17 sión y recepción en el módulo de RF.

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TELEFONIA CELULAR PROBLEMAS EN LOS TELEFONOS CELULARES Los problemas de los celulares tienen que ver entre el teléfono celular y una estación de celda, por ejemplo las pérdidas de señal, que se debe a que las señales de radio en la gama de 800 a 900MHz tienen los problemas del debilitamiento por obstáculos como los edificios y superficies lisas y pueden ser bloqueadas completamente por obstáculos geográficos grandes tales como colinas o montañas. Las áreas muertas como colinas, áreas montañosas o urbanas

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densas a menudo experimentan zonas muertas. Las señales son absorbidas o reflejadas evitando que las ondas de radio se propaguen, algunas zonas muertas pueden eliminarse cambiando la localización de la estación de celda o dividiendo la celda para añadir estaciones adicionales que cubran adecuadamente el área afectada. También se puede tener problemas con las baterías que son alimentadas. Y también se tiene el problema que las personas con radios comunes puedan escuchar la conversación, pero como la transmisión se realiza a diferente frecuencia que la recepción, sólo se podría escuchar una parte. ******

CAPITULO - 2

INTRODUCCION A LAS TECNOLOGIAS PARA TELEFONIA CELULAR La utilización de las ondas radioeléctricas es el medio más eficaz para establecer comunicaciones con puntos móviles. Sin embargo, el espectro radioeléctrico es limitado y su utilización sólo es posible mediante una reglamentación muy estricta que permite la optimización de la asignación de frecuencias para cada país. Los primeros sistemas diseñados en los años 20 para uso de la policía en EE.UU asignaban a cada vehículo un canal de radio permanente que quedaba totalmente inactivo durante los períodos de silencio. En la década del 60, con la proliferación de las cadenas de radio, televisión, el uso cada vez más frecuente de los radioenlaces de microondas, los enlaces de satélite, etc, la ocupación del espectro era tan grande que hubo que pensar en la forma de hacer más eficiente el uso del espectro radioeléctrico, permitiendo la evolu-

ción de la telefonía móvil. El primer avance significativo fue la introducción del trunking automático. El sistema trunking consiste en la asignación de un canal libre existente dentro de un conjunto de canales disponibles, y que se mantiene solamente durante el tiempo que el canal se está usando en la conversación, pasando al estado de disponible para otro usuario cuando haya terminado la conversación que se desarrollaba a través de él. De este modo el número de canales que hay que instalar y que ocuparán el espectro se reduce notablemente ya que, por más que haya millones de usuarios, sólo algunos están hablando al mismo tiempo. El trunking automático es la asignación de canal totalmente automática, sin la intervención de una persona. El paso siguiente en el aprovechamiento del espectro radioeléctrico es el concepto celular, propuesto por la "Bell South" a principios de los años setenta. La telefonía celular se basa en la reutilización de los

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TELEFONIA CELULAR canales mediante la división del espacio en celdas continuas que se controlan desde una estación base con unos determinados canales. La reutilización de frecuencias no es posible en células contiguas, pero sí en otras más alejadas. El número de veces que un canal puede ser reutilizado es mayor cuanto más pequeñas sean las células. La red celular se compone así de un conjunto de estaciones base desplegadas por el territorio a cubrir por el servicio y que están conectadas entre sí o con centro de conmutación con acceso a la red telefónica pública, a la RDSI (red de servicios integrados) o a otra red celular móvil. La estación base que recibe al móvil con un mayor nivel de potencia es la que queda asignada al mismo. Ahora bien, como el teléfono celular puede moverse, si otra estación base recibe la señal procedente de la estación móvil con un nivel de potencia superior a 3db al que esté recibiendo la estación que lo está controlando, se produce la conmutación del canal y de la estación base a la que está conectada el terminal móvil, más adelante volveremos sobre este concepto. Este procedimiento se llama "handover" de potencia. Asimismo, existe un handover de calidad que se realiza de manera similar al anterior pero que en vez de considerar el nivel de señal para decidir sobre la conmutación de la estación base a la que está conectado un terminal móvil, considera la calidad de la señal radioeléctrica. Tal como vimos en el capítulo 3, y como describiremos más adelante, a los fines prácticos solemos decir que las celdas de estos sistemas son hexágonos puros regulares, formando retículas que se agregan unas a otras sin limitación. La realidad es otra, el objetivo de un sistema celular es reutilizar canales, pero al estar estos canales asociados a estaciones base, lo que se hace es repetir estaciones base. Se dice que una estación se repite cuando tiene la misma tabla de frecuencias que otra determinada. Con tres tipos de estaciones base se puede cubrir un territorio extenso sin que queden enfrentadas dos estaciones del mismo tipo, es decir que tengan un mismo grupo de frecuencias. En condiciones teóricas de terreno llano, las estaciones formarían retículos formando triángulos equiláteros, no obstante la teoría sobre celdas perfectamente

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hexagonales no se da en la realidad. Las bases se despliegan de forma irregular según el terreno, buscando un mínimo de zonas de sombra. El problema de la red está en determinar la ubicación idónea de las estaciones base para conseguir una mayor cobertura y minimizar las zonas de sombra. Lo habitual de las estaciones base es que tengan un diagrama de radiación omnidireccional, es decir, que transmitan en todas las direcciones con la misma potencia y frecuencias. Si bien y para el mejor aprovechamiento del espectro y de la potencia radiada por las antenas, se puede sectorizar la radiación concentrando la potencia hacia un determinado sector. Se trata así de aprovechar la potencia enviada al celular, dado que éste solo puede estar en un lugar determinado y la potencia enviada en otras direcciones se perdería. Se trata de que cada base alimente a tres antenas, que radian cada una para un determinado sector en principio de 120˚. Este es el caso más común de sectorización, si bien se utilizan además, otras configuraciones. El diagrama de radiación de estas antenas no son uniformes siendo más intensa en la bisectriz del sector y diminuyendo en los extremos. En la práctica, en zonas muy congestionadas por la demanda de comunicaciones móviles los sectores de 120˚ no son operativos. Normalmente se instalan seis antenas en cada estación base, que suponen seis sectores de 60˚ cada uno en cuyo centro está la estación base, de modo que si un móvil sale de un sector y entra en otro que pertenece a la misma estación no se produce -handover- concebido éste como cambio de la estación base a la que está conectado un equipo móvil, sino que cambia de asignación de antena.

BREVE HISTORIA DEL TELEFONO CELULAR Hasta hace unos 25 años, antes de la invención de las células (o al menos de su puesta en marcha en forma masiva), las personas usaban radioteléfonos que transmitían para una antena central en cada ciudad con 25 canales disponibles. Una antena aislada de esta manera exigía un transmisor potente, o suficiente para transmitir a 60 o 80 kilómetros. Todo esto significaba que no todos podían usar radioteléfonos: no sólo

CAPITULO - 2 era caro como simplemente no existían frecuencias suficientes. Cuando se inventó el sistema de células, se tuvo en cuenta que las ciudades podrían ser divididas en espacios más reducidos, círculos de transmisión llamados células, lo que permitía el uso extensivo de las frecuencias en todas las ciudades, sin problemas, a través de la reutilización. El funcionamiento es el siguiente: “la operadora reparte el área en varios espacios, en varias células, normalmente hexagonales (forma geométrica que permite ocupar todo el espacio y se aproxima mucho a la circunferencia, vea el capítulo 3). En cada célula existe una estación base transmisora, típicamente, una simple antena. Cada célula consigue utilizar varias decenas de canales, lo que da la posibilidad de que varias decenas de personas se puedan comunicar simultáneamente en cada célula. Cuando una persona se mueve de una célula para otra, pasa a utilizar la frecuencia de la nueva célula, dejando libre la célula anterior para ser usada por otra persona. Como las distancias de transmisión no son muy grandes debido a la cercanía entre células, los teléfonos móviles pueden transmitir con poca energía permitiendo el uso de pequeñas baterías que permiten un tamaño y un peso reducido. Son, por tanto, las células, que tornan posibles los teléfonos móviles como los conocemos “hoy”. Cuando el operador recibe una llamada, intentará encontrar el teléfono móvil de destino. Antes del enrutamiento de la señal, el operador intenta localizar al teléfono de destino a través de una señal masiva enviada a todas las células, de la región que opera, hasta encontrar el teléfono apropiado, e informa el teléfono móvil y la estación base de la célula de la frecuencia en que opera. Cuando el aparato móvil se aproxima al límite de cobertura de la célula, la estación se da cuenta que la señal está más débil, mientras la estación de la célula siguiente descubre que la señal de ese teléfono se está fortaleciendo. De esta manera el teléfono móvil recibe la orden de pasar de la frecuencia de la primera célula para otra frecuencia en la célula siguiente. A esta operación se llama el handoff. Cabe aclarar que en los sistemas modernos, el teléfono móvil recibe una identificación del sistema del

operador cuando se enciende. Si, en ese momento, el teléfono móvil detecta que la Identificación del Sistema no es la de su operador, es porque está en roaming, o sea, está usando los servicios prestados por otro operador, un sistema que permite usar el mismo teléfono móvil en diferentes regiones (y hasta en diferentes países). Cuando es encendido, el celular también transmite un pedido de registro. A partir de ahí, la red se mantendrá el contacto y tendrá siempre presente que en esa célula está el teléfono celular registrado y no tendrá problemas en encontrarlo en caso de recibir una llamada. A medida que el teléfono pasa de una célula para otra, la red hará un registro. Si el móvil descubre que no está registrado, es porque está fuera del alcance de la red y dirá que “no tiene red o que está apagado”.

EL TELEFONO CELULAR DIGITAL Como es lógico suponer, la capacidad de un sistema analógico es limitada. A pesar de que varias decenas de personas puedan utilizar la misma célula, hay un límite para el número de personas que pueden usar una celda, conforme a la cantidad de frecuencias asignadas. Los teléfonos digitales, pese a usar la misma tecnología de radio que acabamos de describir, convierten la voz en códigos digitales y la comprimen, de forma que cada llamada telefónica ocupa 3 a 10 veces menos espacio que una llamada analógica, además de permitir una mayor manipulación de datos para colocarlos en espacios adecuados, lo que aumenta significativamente su capacidad. Ahora bien, mientras que los teléfonos de 1ª generación (Analógicos) y de 2ª generación (Digitales) transmiten a través de un flujo continuo de ondas de radio, los móviles del futuro transmitirán en minúsculos ciclos de información. Con esta tecnología, los móviles operarán como si transmitiesen en código morse a alta velocidad, donde cada ciclo corresponderá a un trazo o un punto con una velocidad de 40 millones de trazos y puntos por segundo. De esta manera, los teléfonos móviles conseguirán transmitir enormes cantidades de información usando poca energía para obtener mejor calidad de transmisión. Los móviles modulares asumen un flujo constante de información, de modo

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TELEFONIA CELULAR que la señal tiene que sobreponerse al ruido, exigiendo más energía. Con la transmisión de impulsos, el sistema se hace casi inmune al ruido y así puede usar menos energía, además permite la manipulación de señales con mayor facilidad que que amplía el espacio de transmisión, ya que las antenas no interfieren unas con las otras, pudiendo ignorar las señales unas de las otras como si se tratase de ruido.

¿QUE PRECISA UN TELEFONO CELULAR PARA FUNCIONAR? Si bien en el capítulo anterior hemos descripto cómo funciona un celular, digamos que para comprimir y descomprimir señales digitales codificadas, tienen que procesar millones de cálculos por segundo. No obstante, como “aparatos”, son compuestos apenas de algunos partes a saber:

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Un micrófono; Un parlante; Una pantalla de cristal líquidos o plasma; Un teclado; Una antena; Una batería; Una placa de circuitos electrónicos.

El teléfono posee un microprocesador que realiza cálculos a gran velocidad, llamado DSP, o «Digital Signal Processor» (Procesador Digital de Señales). Este procesador hará toda la compresión y descompresión de los datos a la velocidad de 40 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). El microprocesador reconoce las tareas del teclado y procesa la señal mostrada en la pantalla, gestiona los comandos y controla las señales de la estación base, además de coordinar las demás funciones. Sin embargo, no debemos olvidar que los teléfonos móviles son aparatos sofisticados que padecen de varios problemas, algunos son:

HISTORIA DEL GSM Desde el principio de los 80, después de que el NMT (“Nordic Mobile Telephone”, sistema de telefonía móvil analógico de cobertura escandinava) funcionara con éxito, fue obvio para varios países europeos que los sistemas analógicos existentes, tenían limitaciones. Primero, la potencial demanda de servicios móviles fue mayor de la capacidad esperada de las existentes redes analógicas. Segundo, las diferentes formas de operación no ofrecían compatibilidad para los usuarios de móviles: un terminal TACS (servicio de telefonía móvil analógico puesto en funcionamiento en el Reino Unido en 1985) no podía acceder dentro de una red NMT, y viceversa. Además, el diseño de un nuevo sistema de telefonía celular requiere tal cantidad de investigación que ningún país podía afrontarlo de forma individual. Todas estas circunstancias apuntaron hacia el diseño de un nuevo sistema, hecho en común entre varios países. El principal requisito previo para un sistema de radio común, es el ancho de banda de radio. Esta condición había sido ya prevista unos pocos años antes, en 1978, cuando se decidió reservar la banda de frecuencia de 900 ± 25MHz para comunicaciones móviles. Este problema fue el mayor obstáculo solucionado. Quedaba organizar el trabajo. El mundo de la telecomunicación siempre había estado regido por la estandarización. Diversos factores, llevaron a la creación en 1982 de un nuevo cuerpo de estandarización, cuya tarea era especificar un único sistema de radiocomunicaciones a 900MHz. El “Groupe Special Mobile” (GSM) tuvo su primer encuentro en diciembre de 1982 en Estocolmo, bajo la presidencia de Thomas Haug de la administración sueca. Treinta y una personas de once países estuvieron presentes en este primer encuentro. En 1990, por requerimiento del Reino Unido, se añadió al grupo de estandarización la especificación de una versión de GSM a la banda de frecuencia de 1800 ± 75MHz. A esta variante se le llamó DCS1800 (“Digital Cellular System 1800”). El significado actual de las siglas GSM se ha cambiado y en la actualidad se hacen corresponder con “Global System for Mobile Communications”. La elaboración del estándar GSM llevó casi una década. Las principales metas alcanzadas a lo largo de esta década, se muestran en la siguiente tabla: Fecha Logro 1982 Se crea el Grupo Especial Móvil. 1968 Se crea un Núcleo Permanente. 1987 Se escogen las principales técnicas de transmisión de radio basadas en la evaluación de un prototipo. 1989 GSM se convierte en un comité técnico del ETSI. 1990 Fase 1 de las especificaciones del GSM900 finalizada. Se comienza con el estándar DCS1800. 1991 Comienzan a funcionar los primeros sistemas (Telecom 91 de exhibición). La mayoría del los operadores europeos de GSM900 comienzan las operaciones comerciales.

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CAPITULO - 2 * Corrosión interna de algunos componentes por humedad excesiva o móvil mojado; * Daños por calor extremo, en un coche, por ejemplo, puede dañar la batería o los componentes electrónicos; * Daños por frío extremo que puede causar la pérdida momentánea de la señal; * Clonaje; etc. El clonaje ocurre cuando los impulsos de identificación del teléfono móvil son tomados por un scanner ajeno. Los códigos de identificación así captados pueden entonces ser usados para hacer llamadas que son contadas en la cuenta del móvil original.

EL IMEI Los teléfonos móviles GSM poseen un código denominado de IMEI (International Mobile Equipment Identity), el cual permite la identificación del terminal dentro de la red. El IMEI consiste de un código de 15 números que se transmite cuando el teléfono celular se conecta a la red. Con este número, la operadora identifica el estado del terminal, dentro de una base de datos, denominada EIR (Equipment ID Register), dentro de la cual

existen dos listas especiales. El EIR determina si el teléfono móvil se puede conectar a la red para hacer / recibir llamadas. Si el IMEI es válido (se encuentra en la lista dentro del EIR) la operadora puede hacer dos cosas: * Coloca el código del terminal en la lista "gris". Todavía es posible utilizar el teléfono móvil, pero éste puede ser monitoreado para descubrir la identidad del operador (a través de la información de las tarjetas SIM) * Bloquea completamente el uso del teléfono móvil en la red (la denominada lista "negra"). El terminal no puede ser utilizado en cualquier red donde esté listado en el EIR. Para conocer el IMEI de un celular debemos consultar la parte de atrás del terminal, o digitar el código: *#06# Un código IMEI se encuentra dividido en cuatro partes. En el ejemplo de un IMEI nº 544905 33 095674 0 sería: 544905 Type Approval Code (TAC). Los primeros dos números indican el país. 33 Final Assembly Code (FAC). Indica el fabricante.

LA EVOLUCIÓN DEL SISTEMA GSM (Global System for Mobile Communications) El GSM es un estándar internacional de comunicaciones digitales móviles, creado en 1987 tras la firma por 13 países del Memorandum de Comprensión (MoU, en sus siglas inglesas). Con este tratado se acordó la construcción de un sistema de comunicaciones estandarizado que operara en una banda de 900MHz. El funcionamiento es sencillo: la voz se convierte en una señal digital codificada, que es transmitida hasta un terminal encargado de decodificarla. En 1994, el sistema GSM tenía poco más de un millón de usuarios. Tres años después esta cifra había rebasado ya el nivel de los 55 millones, y en 2000 superaba ya los 100 millones. Hasta ese momento, cada país había desarrollado sistemas de telefonía celular y terminales incompatibles entre sí, lo que imposibilitaba la creación de una industria común capaz de aprovechar el desarrollo tecnológico de cada país. Además, los métodos empleados para la transmisión eran convencionales: se limitaban a utilizar la radio para enviar la voz humana como una señal analógica, que estaba por tanto sujeta a numerosas interferencias. Las primeras especificaciones del sistema GSM fueron publicadas en el año 1990. Aunque en un principio se pensó como un sistema paneuropeo, en la actualidad es usado en más de 100 países de todo el mundo. En 1994 tenía poco más de un millón de usuarios. Tres años después está cifra había rebasado ya el nivel de los 55 millones, y en 2000 superaba ya los 100 millones. La familia de sistemas GSM incluye el GSM 900 y el GSM 1800, dependiendo de la banda de radio que use. El primero es el estándar utilizado en Europa y Asia, mientras el segundo es el usado en Estados Unidos. En la actualidad está en experimentación un sistema GSM (GSM 1800), compatible con los dos anteriores. Aunque en un principio estaba previsto que el sistema GSM contara con una transmisión de datos RDSI a 64kbps, las limitaciones de costo y ancho de banda no lo permitieron. La velocidad máxima de transmisión de datos con GSM es en la actualidad de 9.600 bps.

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TELEFONIA CELULAR 095674 Número de serie del teléfono móvil. 0 Número adicional, de reserva. Los números que indican el fabricante son los siguientes: 01, 07, 10, 35 30 40, 47 50 51 60 70 75 80 85

02 40 20

AEG Motorola Nokia Mitsubishi Trium Ericsson 41, 44, 52 Siemens Option International Bosch Sony, Siemens, Ericsson Alcatel Sagem Dancall Philips Panasonic

SERVICIOS GSM: (Global System for Mobile Communication) Hasta hace un tiempo, se podía mantener una comunicación únicamente dentro del territorio donde se había efectuado la suscripción. Los estándares técnicos, diferentes de nación a nación, incompatibles entre sí, impedían recibir llamadas o hacerlas fuera de la propia nación. Hoy, las barreras de comunicación han sido abatidas: además del notable Servicio Radiomóvil Etacs (Extended Total Access Cellular System), está a disposición el Servicio Radiomóvil Internacional GSM, basado en una tecnología digital de absoluta vanguardia. El sistema de comunicación GSM, introducido en Italia a principios de octubre de 1992, permite, en particular, efectuar Roaming Internacional o bien hacer o recibir, en el extranjero, llamadas como si se hicieran desde Italia. De hecho, se han firmado acuerdos bilaterales que permiten a los Clientes de Telefonía Móvil GSM trasladarse con el propio móvil y continuar disfrutando del servicio en diferentes países europeos y no europeos. En un primer momento el servicio GSM se

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concibió como el estándar europeo para las comunicaciones móviles digitales, pero se está convirtiendo, de hecho, en estándar mundial. Otras 100 redes GSM se hicieron operativos en junio de 1996; cada día en todo el mundo se realizan cerca de 30.000 contratos y se efectúan cerca de 40 millones de llamadas. En el 2000 los expertos prevén que estarán en circulación por el mundo alrededor de 100 millones de abonados. El aspecto "más espectacular" del sistema es que gracias a una tecnología de absoluta vanguardia, con el GSM no es el móvil el que contiene los datos del abonado, sino más bien "una tarjeta inteligente" denominada SIM Card (Subscriber Identity Module), para insertar en el aparato desde el que se desea llamar: la suscripción está en la tarjeta, no en el móvil. En otras palabras, se puede llamar también, aunque no se tenga a mano el propio aparato GSM, o bien en aquellos países que adoptan el estándar GSM con frecuencias diferentes (DCS 1800-PCS 1900): es suficiente con tener uno predispuesto para recibir la tarjeta compatible, es decir, con el estándar GSM. Existen dos tipos de SIM Card, una de las dimensiones de una tarjeta de crédito (ISO), preparada principalmente para los radioteléfonos vehiculares; otra pequeña como un sello preparada para los teléfonos palmarios (Plug In). Existe en todo caso un adaptador que permite transformar una tarjeta SIM desde el formato Plug In al formato ISO. En la tarjeta SIM se pueden memorizar números telefónicos asociados a nombres, además de aquellos que se pueden memorizar en la memoria del móvil. Aquella dispone, además, de dos códigos de seguridad el PIN y el PUK. El PIN es un código de cuatro cifras, modificable por el abonado, sin el cual es imposible efectuar la llamada. Si el código PIN (Personal Identity Number), se introduce erróneamente tres veces consecutivas, la tarjeta se bloquea. En este caso es necesario utilizar el código PUK (Personal Unblocking Key). Si también éste se escribiera erróneamente diez veces consecutivas, la tarjeta se bloquea totalmente y será imprescindible sustituirla. Otro elemento fundamental en el GSM es el uso de tecnologías criptográficas a escala militar que ofrecen una absoluta seguridad, desde la autentificación de la tarjeta, hasta la conversación: nadie puede simular vía radio ser otro abonado ni descifrar las conversaciones vía radio.

CAPITULO - 2 EL FUNCIONAMIENTO DE LA RED GSM La red GSM está compuesta por varias entidades interconectadas, pero puede reducirse principalmente a tres niveles: la Estación Móvil, en esencia el terminal del usuario; la Estación Base, que controla las comunicaciones de radio del terminal; y el Sistema de Red, que se encarga de realizar las conexiones entre los usuarios.

Registrar y verificar las comunicaciones y actualizar la localización del usuario. Gestionar los problemas de saturación. Direccionar llamadas. Interconectar a los usuarios entre sí y con la red telefónica fija.

ESTRUCTURA DEL SISTEMA GSM 1. Estación móvil. Está formada por el terminal telefónico y una tarjeta inteligente denominada SIM (Subscriber Identity Module -Módulo de Identificación del Abonado-). La tarjeta SIM almacena los datos del usuario, lo que permite a éste comunicarse independientemente del terminal que emplee. Hasta hace muy poco tiempo, el concepto de movilidad estaba asociado exclusivamente al terminal telefónico, pero actualmente se relaciona al usuario que utiliza sus servicios. Movilidad del terminal: El usuario dispone de un teléfono asociado a un número de la red y puede utilizarlo en cualquier lugar con cobertura. Movilidad personal: El usuario, y no el terminal, está asociado a un número de teléfono de la red que, de forma 'inteligente', le sigue en sus desplazamientos, pudiendo hacer uso de él desde cualquier teléfono, sea éste fijo o móvil. 2. Estación base. Está dividida en dos unidades, la estación de transmisión y el controlador, conectadas por una interfaz denominado Abis. Estación de transmisión. Son las encargadas de gestionar las comunicaciones por radio con las estaciones móviles. Controlador de la estación. Su misión es gestionar los recursos de radio de una o varias estaciones de transmisión, enlazándolas con el centro de conmutación de servicios móviles. 3. Sistema de red. Su componente principal es el centro de conmutación de servicios móviles, que se encarga de todas las tareas informáticas:

En lo que se refiere a la estructura básica del GSM, el sistema se organiza como una red de células radioeléctricas continuas que proporcionan cobertura completa al área de servicio. Cada célula pertenece a una estación base (BTS) que opera en un conjunto de canales de radio diferentes a los usados en las células adyacentes y que se encuentran distribuidas según un plan celular. Un grupo de BTS's se encuentran conectado a un controlador de estaciones base (BSC), encargado de aspectos como el handover (traspaso del móvil de una célula a otra) o el control de potencia de las BTS's y de los móviles. En consecuencia el BSC se encarga del manejo de toda la red de radio y supone una auténtica novedad respecto a los anteriores sistemas celulares. Una o varias BSC's se conectan a una central de conmutación de móviles (MSC). Este es el corazón del GSM como responsable de la inicialización, enrutamiento, control y finalización de las llamadas, así como de la información sobre la tarificación. Es también el interface entre diversas redes GSM o entre una de ellas y las redes publicas de telefonía o datos. La información referente a los abonados se encuentra almacenada en dos bases de datos que se conocen como registro de posiciones base (HLR) y registro de posiciones de visitantes (VLR). El primero analiza los niveles de subscripción, servicios suplementarios y localización actual, o más reciente de los móviles que pertenecen a la red local. Asociado al HLR trabaja el centro de autentificación (AUC), que contiene la información por la que se comprueba la autenticidad de las llamadas con el fin de evitar los posibles fraudes, la utilización de tarjetas de abonado (SIM's) robadas o el disfrute del servicio por parte de impagados. El VLR contiene la información sobre los niveles de subscripción, servicios suplementarios y área de localización para un abonado que se encuentra o al

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TELEFONIA CELULAR menos se encontraba recientemente en otra zona visitada. Esta base de datos dispone también de información relativa a si el abonado se encuentra activo o no, lo que evita el uso improductivo de la red (envío de señales a una localización que se encuentra desconectada) El registro de identidad de los equipos (EIR) almacena información sobre el tipo de estación móvil en uso y puede eludir que se realice una llamada cuando se detecte que ha sido robada, pertenece a algún modelo no homologado o sufre de algún fallo susceptible de afectar negativamente a la red. En cuanto a las comunicaciones en la red, se ha desarrollado un nuevo esquema de señalización digital. Para la comunicación entre MSC's y registros de posición se utiliza la parte de aplicación para móviles del Sistema de Señalización numero 7 del CCITT, fórmula casi imprescindible para la operación de redes GSM a nivel internacional. Entre las diversas entidades de la red se encuentran definidos interfaces estándar que aseguren un método común de acceso para todos los móviles, tanto los de diferentes países como los de diferentes suministradores. Cabe aclarar que en varios países de América Latina este sistema está en experimentación y que en Argentina, CTI móvil está ensayando esta estructura a nivel nacional y que ya se está utilizando con éxito en la región AMBA (Córdoba, Rosario y Mendoza).

LA ARQUITECTURA FUNCIONAL DEL SISTEMA GSM La norma GSM únicamente especifica entidades funcionales e interfaces normalizados. Con ello se consigue la utilización de cualquier sistema por cualquier estación móvil, aunque no pertenezcan al mismo suministrador, y la interconexión de equipos de distintos suministradores a través de los interfaces normalizados, evitando influir de forma excesiva sobre los desarrollos particulares de cada uno de los fabricantes de equipos. Vamos a describir en primer lugar las entidades funcionales e interfaces que constituyen el sistema GSM, describiendo su funcionalidad y las relaciones entre ellas. Y por último, para poder tener una idea de la estructura física del sistema.

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ELEMENTOS DE UN SISTEMA GSM Estación Móvil (MS): Una estación móvil se compone funcionalmente de dos partes: -El equipo terminal (ET) y la terminación móvil (TM) Equipo Terminal: realiza funciones semejantes a las de un terminal RDSI y realiza las siguientes funciones: transmisión radio, gestión de canales de transmisión radio, capacidad del terminal, incluyendo la interfaz hombre-máquina, codificación de voz, protección de errores, control del flujo de datos de usuario, adaptación de velocidad de datos de usuario y velocidad del canal, soporte de terminales múltiples, gestión de movilidad. Terminal Móvil: hay tres tipos de TM: TMO Realiza las funciones anteriormente mencionadas, sin incluir ningún interfaz; TM1 Incluye además una interfaz RDSI; TM2 Incluye además interfaces CCITT series X y V Utilizando estos tres tipos de TM se pueden establecer las configuraciones necesarias para acceder al sistema GSM. Una estación móvil puede además clasificarse en distintos tipos según varias características: por su utilización; equipo móvil; equipo portátil, equipo transportable. Por la potencia de salida: clase 1: 20W - Móvil y transportable, clase 2: 8W - Vehículo y transportable, clase 3: 5W - Portátil, clase 4: 2W - Portátil, clase 5: 0.8W - Portátil. Las características de las estaciones móviles se clasifican en tres tipos: -Básicas; suplementarias; adicionales. Las características básicas obligatorias de la estación móvil son: visualización del número llamado; indicación de señales de progreso de la llamada; indicación de país/sistema; gestión de la identidad de suscripción (SIM), indicador de PIN (clave de acceso) no válido, identidad internacional de equipo de estación móvil (IMEI); indicador de servicio. Las características básicas opcionales son: indicación y reconocimiento de mensajes cortos; indicación de saturación de memoria para mensajes cortos; interfaz para equipo terminal de datos; interfaz para terminal RDSI, función de acceso internacional (tecla + ); conmutador encendido/apagado; interfaz analógica; auto prueba.

CAPITULO - 2 Las características suplementarias son las siguientes: aviso de tarificación; control de servicios suplementarios. Las características adicionales son: marcación abreviada, limitación de llamada a números fijos, repetición del último número marcado; operación manos libres; restricción de todas las llamadas salientes; bloqueo electrónico del terminal; indicador de calidad de recepción; indicador de unidades de tarificación; estación móvil multi-usuario. Módulo de identificación del usuario (SIM): para que una estación móvil GSM pueda funcionar necesita tener introducido el módulo de identificación del usuario. Existen dos tipos distintos de módulo de identificación del usuario: una tarjeta inteligente que puede ser retirada de la estación móvil cuando el usuario termina de utilizarla; un módulo que es incorporado dentro de la estación móvil, con el fin de estar instalado permanentemente, aunque siempre sería posible retirarlo abriendo la carcaza de la estación móvil. Este módulo es el que contiene toda la información necesaria para realizar la función de autentificación del usuario, además de otras informaciones necesarias para el sistema. El SIM debe contener la siguiente información: número de serie; estado del SIM (bloqueado o desbloqueado); clave del algoritmo de autentificación; algoritmo de Autentificación (A3); identificación internacional del usuario móvil (MSI); identificación temporal del usuario móvil (TMSI); algoritmo de generación de claves de cifrado (A8); clave del algoritmo de cifrado de señalización y datos (A5); número de secuencia de la clave del algoritmo de cifrado; clase de control de acceso del usuario.

GPRS: Servicio General de Radio por Paquetes GPRS son las siglas de General Packet Radio Service, o Servicio General de Radio por Paquetes. Este sistema, que permite estar siempre conectado, se integra en la estructura de la red GSM mejorándola y aumentando la velocidad de transmisión de 64 a 115 kilobits por segundo, entre 5 y 11 veces superior a la de WAP. GPRS elimina el costo por conexión, facturándose por información descargados. En una primera fase, la velo-

cidad sólo alcanzará los 50 kilobits, mientras que la capacidad del terminal será de 20 kilobits por ahora. Esta tecnología permite desdoblar la transmisión de voz y datos en diferentes canales que transmiten de forma paralela, permitiendo mantener conversaciones sin cortar la transmisión de datos. Cuando se trata de datos se establece una comunicación permanente mientras el terminal está conectado, lo que permite la transmisión continúa de la información a mayor velocidad. La información viaja por paquetes en lugar de circuitos conmutados como sucede en GSM, donde la voz se envía por un canal siempre abierto. En GPRS se puede elegir entre varios canales, de forma similar a como se realiza en Internet. El aumento de la velocidad se produce porque los datos se comprimen y se envían a intervalos regulares, llamado conmutación por paquetes, lo que aprovecha mejor la banda de frecuencia. La mayor ventaja de GPRS no es la tecnología en sí misma, sino los servicios que facilita. Los terminales de este nuevo sistema permiten personalizar funciones, desarrollar juegos interactivos, e incorporan aplicaciones para el intercambio de mensajes y correos electrónicos, a los cuales se podrá acceder directamente sin la necesidad de conectarse a Internet. Las pantallas, que serán de un tamaño mayor, serán táctiles, de alta resolución, con zoom e íconos que se activen de manera intuitiva pulsando sobre elllos con un puntero. Incorporan además una ranura para introducir la tarjeta de crédito con chip que facilitará las transacciones electrónicas más seguras. Con la tecnología GPRS se da un paso hacia la localización geográfica, en función de donde se encuentre el usuario, la operadora le puede ofrecer mayor información de la zona. Los terminales serán de cinco tipos a corto plazo, en función del uso que le vaya a dar el usuario. Móviles similares a los actuales, con visor y resolución cada vez mayor, permitirán el uso de información escrita o gráfica de forma resumida. Terminales tipo agenda electrónica, con funciones mixtas de voz y datos, y pantallas de mayor tamaño y capacidad gráfica. Terminales tipo ordenador personal de mano (PDA) con pantalla plana de mayor formato y gran capacidad gráfica. Ordenadores portátiles que utilicen para la conexión inalámbrica un teléfono móvil GPRS. Y por último, dispositivos diversos con comunicación móvil y funciones especiales

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TELEFONIA CELULAR como sistemas de navegación para coches y tarjetas de comunicación inalámbrica en máquinas autoservicio.

tráfico, en lugar de por el tiempo de conexión. Este esquema de pago ya funciona con el sistema GPRS, una evolución de GSM, a medio camino entre éste y el UMTS.

UMTS: SISTEMA UNIVERSAL DE TELECOMUNICACIONES MOVILES EVOLUCION DEL SISTEMA UMTS UMTS corresponde a las siglas de Universal Mobile Telecommunications System, es decir, Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles, y es el primer estándar mundial para la comunicación desde dispositivos móviles, que representa una evolución respecto a los actuales sistemas. También se le denomina Sistema de Comunicaciones de tercera generación (3G), respecto a GSM que representa la segunda generación (2G) y GPRS la segunda y media (2.5G). UMTS aventaja a los sistemas móviles de segunda generación (2G) en su potencial para soportar altas velocidades de transmisión de datos, que permitirán prestar servicios multimedia interactivos y nuevas aplicaciones como servicios de video telefonía. El terminal UMTS se convertirá en un potente dispositivo de comunicaciones con capacidades avanzadas, de imagen y sonido. Un usuario UMTS podrá, por ejemplo, moverse por una ciudad que desconoce consultando un callejero en su terminal. Podrá localizar, sin necesidad de teclear la dirección donde se encuentra, los sitios de interés que desee, desde un hospital o una farmacia, a un cajero o un restaurante. Podría obtener información sobre cines, la película que se emite (conseguir incluso un pase promocional de la misma), reservar y pagar las entradas para ese espectáculo, eligiendo butaca en una representación gráfica de la sala. El UMTS emplea el Acceso Múltiple de División de Código (CDMA, Code Division Multiple Access), una tecnología digital que distribuye las llamadas según su código entre las distintas frecuencias. Es una técnica inventada durante la Segunda Guerra Mundial para evitar la intercepción de llamadas. La comunicación se divide en paquetes de información, que viajan mezclados por la red. Al llegar a la torre de distribución, el análisis del código que 'marca' los paquetes permite reunir los datos de cada llamada. La división en paquetes hace posible además otra de las grandes ventajas del UMTS: la tarificación de las llamadas por el volúmen de

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El estándar UMTS nace gracias al impulso de la ITU (International Telecommunications Union) y la Comisión Europea para unificar los distintos sistemas de telefonía móvil empleados en todo el mundo. Se le denomina sistema de tercera generación porque mejora las funcionalidades de los sistemas actuales, ofreciendo mayor ancho de banda de transmisión de datos, capacidades multimedia, etcétera. Es previsible además que introduzca un nuevo modo de tarificación, basado en tarifas mensuales fijas o en el volumen de datos transmitidos, en lugar de en el tiempo de conexión. Hasta la implantación del estándar digital GSM (Global System for Mobile Communications) las comunicaciones celulares se realizaban a través de sistemas analógicos, susceptibles de sufrir continuas interferencias. De hecho, en Estados Unidos sigue predominando el sistema analógico AMPS (Advanced Mobile Phone System), aunque conviva ya con otros digitales. En la actualidad hay más de 340 redes GSM en todo el mundo, operando en bandas de frecuencia diferentes, lo que las convierte en incompatibles. El sistema GSM sirve a más de 165 millones de usuarios, repartidos en 133 países. Sin embargo, la necesidad de crear un estándar que funcionase a nivel mundial, la falta de capacidad del GSM ante el crecimiento del número de usuarios, y las posibilidades de los últimos desarrollos tecnológicos en materia de transmisión de datos, impulsaron a la ETSI (Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones) a desarrollar un sistema que unificara todos los existentes. Esta organización, presente en 58 países y formada por gobiernos, empresas de telecomunicaciones, etcétera, desarrolló el UMTS. Ventajas del Sistema UMTS Frente a la tres bandas del GSM, el UMTS operará en frecuencias estándar unificadas. Además, mientras que la velocidad máxima de transmisión de datos del

CAPITULO - 2 sistema GSM es de 9.800 bps, el UMTS permitirá alcanzar tasas de transferencia de hasta 2 Mbps. Con el sistema GSM sólo es posible transmitir voz y datos “ligeros” (texto, no imágenes, videos). El acceso a Internet debe realizarse mediante el protocolo WAP, que sólo permite descargar pequeñas cantidades de datos en el terminal telefónico. Con la velocidad de transmisión del UMTS será posible una conexión a Internet como la que se realiza a través del PC pero a mucha mayor velocidad. Además, el UMTS permitirá realizar videoconferencias y otras aplicaciones multimedia (escuchar canciones a través de la red, ver vídeos). Está previsto que el desarrollo del UMTS se lleve a cabo en distintas fases. Tras la concesión de licencias que se está realizando paulatinamente en todo el mundo, las compañías operadoras tendrán que desarrollar las redes, mientras los fabricantes lanzan al mercado terminales capaces de aprovechar las funcionalidades del nuevo sistema. El sistema GSM permite la conexión con la red con-

mutada (Telefónica) y con la RDSI (Red de servicios integrados) y permite ofrecer al usuario telefonía, transmisión de datos (hasta 9.600 bit/s), facsímil del grupo III, conexión a sistemas de correo electrónico (X-400) y envío de mensajes cortos (alfanuméricos) que permite tanto su envío como su recepción desde un terminal móvil, leyéndolos en este último caso en el visor correspondiente. El tema de la seguridad ofrece en este servicio novedades importantes respecto a los actuales (TMA), el uso de tarjeta de usuario para la autentificación de la validez de la llamada; encriptado, que facilita una confidencialidad total (voz, datos e identidad del abonado) e imposibilidad de utilización de equipos robados mediante la asignación previa de un número de serie a cada estación móvil. En su componente radio se utiliza la banda de frecuencias de 900MHz con el método TDMA (Acceso por multiplexación en el tiempo), que proporciona ocho canales telefónicos en una misma portadora y una codificación de voz a 13kbps, destinándose un octavo de tiempo a cada canal. **********

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INTRODUCCION Las comunicaciones inalámbricas celulares han ido cambiando de manera espectacular en los últimos años. A continuación explicaremos lo que significa el Código de División de Múltiple Acceso o CDMA. Esta es una tecnología de comunicaciones celulares e inalámbricas establecida en Estados Unidos y que está en pleno crecimiento debido a las características favorables con que cuenta Vale la pena notar que mientras los esquemas de acceso múltiple FDMA y TDMA tienen una capacidad limitada por el ancho de banda disponible y el ancho de banda de cada uno de los canales múltiples deseados, en el caso del CDMA no existe este limitante. En ésta, como se verá más adelante, se pueden adicionar nuevos usuarios teniendo presente que el precio que se paga es la pérdida de calidad en la comunicación. Al final, se da una pequeña reseña de lo que es la modulación de frecuencia FSK. Podemos decir que es muy parecida o tiene mucho que ver con FM.

EL DESAFIO CELULAR Las primeras redes celulares del mundo fueron introducidas en los años 80, usando tecnologías de radio análogas de la transmisión tales como amperios (Sistema de Teléfono Móvil Avanzado). Luego de algunos años, los sistemas celulares comenzaron a golpear el techo de la capacidad, mientras que millones de nuevos suscriptores firmaron para tener el servicio, exigiendo más y más airtime. Las llamadas y las señales de co-

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municaciones caídas de la red, llegaron a ser comunes en muchas áreas. Para acomodar más tráfico dentro de una cantidad limitada de espectro de radio, la industria desarrolló un nuevo sistema de tecnologías sin hilos digitales llamadas TDMA (Acceso Múltiple de la División del Tiempo) y G/M (Sistema Global para el Móvil). TDMA y el G/M utilizaron un protocolo en tiempo repartido para proporcionar tres a cuatro veces más capacidad que sistemas análogos. Pero apenas mientras que TDMA era estandarizado, una solución incluso mejor fue encontrada en CDMA. La gran atracción de tecnología de CDMA desde el principio ha sido la promesa de aumento extraordinario de la capacidad de albergar usuarios, es decir, el acceso múltiple a las tecnologías inalámbricas. Los modelos simples sugieren que la mejora de capacidad puede estar más de 20 veces del narrowband existente en las normas celular. La realidad, claro, es mucho más complicado que los modelos idealizados. Los fundadores de QUALCOMM postularon que la tecnología de CDMA se podría utilizar en comunicaciones celulares comerciales para hacer, incluso, un uso

CAPITULO - 2 mejor del espectro de radio que otras tecnologías. Desarrollaron los avances dominantes que hicieron CDMA conveniente para celular, entonces demostraron un prototipo de trabajo y comenzaron a licenciar la tecnología a los fabricantes de equipo de la telecomunicación. Las primeras redes de CDMA fueron lanzadas comercialmente en 1995, y con 10 veces más capacidad que las redes análogas - lejos más que TDMA o el G/M. Desde entonces, CDMA se ha convertido en la “mimada” de todas las tecnologías sin hilos, con sobre 100 millones de suscriptores por todo el mundo. Además de apoyar más tráfico, CDMA trae muchas otras ventajas a los portadores y los consumidores, incluyendo una calidad mejor de la voz, una cobertura más amplia y una seguridad más fuerte.

¿QUÉ ES CDMA? Tal como dijimos en otras ediciones, CDMA es una forma de "el cobertor - el espectro " , una familia de técnicas de comunicación digitales que se han usado en las aplicaciones militares durante muchos años. El principio del centro de espectro del cobertor es el uso de ruido - el portador ondea, y, cuando el nombre implica, el ancho de banda es más ancho que el requerido para el punto simple - a - la comunicación del punto a la misma proporción de los datos. Había dos motivaciones originalmente: o para resistirse a los esfuerzos enemigos para bloquear las comunicaciones, o para esconder el hecho que la comunicación incluso, estaba teniendo lugar. Tiene una historia que regresa a los días de la Segunda Guerra Mundial. El uso de CDMA para las aplicaciones de la radio móviles civiles es nuevo. Fue propuesto teóricamente en los años 1940, pero la aplicación práctica en el mercado civil tuvo lugar en la última década del siglo pasado. Comercialmente las aplicaciones se colocaron posiblemente debido a dos desarrollos evolutivos. Uno era la disponibilidad de costo muy bajo, la densidad alta digital integró circuitos que reducen el tamaño, el peso, y el costo de las estaciones del subscriptor a un nivel aceptablemente bajo. El otro era la realización óptima de la comunicación de acceso múltiple

que requiere que todas las estaciones del usuario regulan en su transmisor los poderes al más bajo, lo que logra una adecuada calidad. La tecnología CDMA cambia la naturaleza de la estación del subscriptor de un predominante dispositivo analógico a un predominante dispositivo digital. En CDMA los receptores no eliminan el proceso analógico completamente, pero ellos separan la comunicación encauza por medio de una pseudo - modulación al azar que es aplicada y alejada en el dominio digital, no en base a la frecuencia. Los usuarios múltiples ocupan la misma banda de frecuencia. Esta frecuencia universal no es fortuita. Al contrario, es crucial, dando una muy alta eficacia espectral, éste es el sello de CDMA. Constituye una solución de comunicaciones vía radio que se enmarca en lo que se ha dado en llamar la segunda generación de sistemas radio (conocida como 2G), una generación de carácter celular digital que aparece a principios de los años 90 como continuación de la primera, basada en tecnología analógica. La generación 2G se definió hace más de diez años; en concreto, su origen se sitúa en 1992, coincidiendo con el despliegue de GSM. De hecho, 2G está conformada por los sistemas GSM y CDMA, este último con una importante presencia en Estados Unidos, conjuntamente con NADC (North American Digital Cellular) y PDC (Personal Digital Cellular). Sin embargo, en los momentos en que se gestó la 2G todavía no era patente la creciente popularidad de Internet. En consecuencia, estos sistemas no fueron diseñados con la capacidad suficiente para proporcionar el acceso a Internet de alta velocidad propio de las redes basadas en cable. Para tratar de remediar esta situación, se está trabajando en el desarrollo de la siguiente generación de medios capaces de proporcionar servicios avanzados de transmisión vía radio. Conocida como 3G o IMT2000 (el plan lanzado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones para la 3G), esta nueva generación añade el concepto de banda ancha a la generación anterior. En concreto, se espera que con la 3G se puedan soslayar las deficiencias de los actuales sistemas en términos fundamentalmente de capacidad de red, a fin de poder acoger el número creciente de usuarios, mejorar los niveles de itinerancia o roaming y aumentar la ca-

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TELEFONIA CELULAR pacidad de transmisión de información, para poder soportar servicios multimedia e interactividad. Otro problema que se espera solucionar con esta tercera generación es el de la interoperatividad, ya que las diferentes normas existentes hacen que la itinerancia no pueda considerarse una posibilidad real en todos los sentidos. Es importante señalar que la consecución de un esquema de normas globales y universales resulta crucial en el ámbito de las comunicaciones por radio por su propia idiosincrasia, ya que su valor fundamental reside en la posibilidad de ofrecer una movilidad global; o lo que es lo mismo, ofrecer un esquema de movilidad sin discontinuidades (seamless) por todo el mundo. CDMA ha alterado la cara del celular y comunicación de PCS de la siguiente manera: • Mejorando el tráfico del teléfono y la capacidad. • Mejorando la calidad de la voz y eliminando los efectos audibles. • Reduciendo la incidencia de llamadas dejadas caer. • Proporcionando un mecanismo de transporte fiable para los datos de las comunicaciones, como el facsímil y tráfico del internet. • Reduciendo el número de sitios necesitado para apoyar cualquier tráfico. • Reduciendo el despliegue y optimizando los costos, debido a que se precisan menos células. • Reduciendo la energía de transmisión promedio. • Reduciendo la interferencia de otros dispositivos electrónicos . • Reduciendo los riesgos de salud potenciales . Uno de los conceptos más importantes que aplica a cualquier celular, es el de "acceso múltiple". En otros términos, una gran cantidad de usuarios puede acceder a la red sin tener un canal fijo (cauce) especificado. Un cauce puede pensarse como una porción limitada del recurso de la radio para que se asigne temporalmente una llamada telefónica. Varios usuarios pueden compartir el mismo canal pero con diferente codificación y ésta no es fija.

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Un método de acceso múltiple es la definición de cómo el espectro de la radio es dividido en los cauces y cómo se asignan los cauces a los usuarios del sistema.

CAPACIDAD La capacidad de un sistema se refiere a la cantidad de usuarios que pueden compartir simultáneamente el recurso físico del que se dispone (ancho de banda), manteniendo un nivel de calidad adecuado. En el caso de una comunicación que utiliza el esquema de acceso múltiple CDMA, se tiene que la interferencia en la comunicación proviene de dos fuentes diferentes: Una interna y otra externa. La interferencia externa proviene de las células que son vecinas y que están utilizando las mismas frecuencias. La interferencia interna proviene de las transmisiones que realizan los demás usuarios y que se están haciendo por el mismo canal, al mismo tiempo, con códigos diferentes. A diferencia de los esquemas FDMA y TDMA que tienen una capacidad limitada, en el CDMA la capacidad está limitada únicamente por la calidad de la comunicación que se desee prestar. Como todos los usuarios comparten la misma frecuencia al mismo tiempo, lo que ocurre es que al adicionar usuarios nuevos se produce más interferencia. Una pregunta lógica es: ¿Qué se puede hacer para reducir la interferencia, tanto interna como externa? Lo primero es aprovechar las características de las conversaciones telefónicas. Lo segundo es tratar de realizar gestión de potencia. Las conversaciones telefónicas humanas se caracterizan porque el ciclo de actividad de la voz es del orden del 35% al 40%.

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Si los equipos transmisores detectan períodos de silencio y durante éstos disminuye la transmisión o simplemente no transmiten, se disminuye la interferencia interna del orden del 60% al 65%. CDMA es la única tecnología que saca provecho de este fenómeno. En cuanto a la gestión de potencia hay que hacerla en ambos sentidos. Se debe regular la potencia que se está transmitiendo de la base al móvil para tratar de disminuir la interferencia externa. Igualmente, hay que regular la potencia que se está transmitiendo del móvil a la base. Esto se hace con el fin de que un móvil, que esté muy cerca de la base, no presente una señal tan potente que interfiera demasiado con la señal proveniente de equipos remotos. Dicho en otras palabras, la potencia de transmisión del móvil se debe gestionar de manera tal que en la base, todos los móviles se reciban con igual intensidad. Esto trae, como ventaja adicional, mayor economía en la alimentación de los equipos móviles y una mayor duración de las baterías. Un estudio comparativo entre la capacidad real (canales/célula) que ofrecen el TDMA, FDMA y CDMA muestra que con CDMA se obtiene capacidad veinte veces mayor que la de FDMA y cuatro veces mayor que la de TDMA.

LA NORMA CELULAR DE CDMA Con CDMA, se usan códigos digitales en lugar en lugar de separación de frecuencias de RF para colocar a cada suscriptor durante una conversación. Los códigos son compartidos por la estación móvil (el teléfono celular) y la estación fija, y se llama "Pseudo Sucesiones de Código de Azar." Todos los usuarios comparten el mismo rango de espectro de la radio. Para la telefonía celular, CDMA es una técnica de

acceso múltiple digital especificado por la Asociación de Industria de Telecomunicaciones (TIA) como "ES - 95." En marzo de 1992, el TIA estableció el subcomité TR - 45.5 con el propósito de fijar un sistema para la norma celular digital. En Julio de 1993, el TIA dió su aprobación del CDMA bajo el sistema “ES - 95”. En ES - 95 se divide el espectro de la radio en portadores de 1,250kHz (1.25MHz). Uno de los aspectos interesantes de CDMA es que mientras hay límites en el número de llamadas telefónicas que pueden ser manejadas por una portadora, no hay un número fijo de portadoras. Más bien, la capacidad del sistema será dependiente en varios factores diferentes.

LOS PRINCIPIOS DE CDMA En CDMA el ancho de banda de cada comunicación depende de la cantidad de comunicaciones simultáneas que existan, cuantos menos enlaces hayan al mismo tiempo, menor será la interferencia. Generalmente para extender el espectro del sistema podemos usar dos conceptos: la frecuencia conmutada (FH) o la sucesión directa (DS). En ambos casos se requiere de la sincronización entre el transmisor y el receptor. Pueden considerarse ambas formas como usar un pseudo portador al azar, y tanto la célula fija como el teléfono, móvil crean a ese portador de maneras diferentes. LA FRECUENCIA CONMUTADA es típicamente cumplida estableciendo los sintetizadores de frecuencia en un pseudo modelo al azar. CDMA usa una forma de sucesión directa. La sucesión directa es, en el fondo, una multiplicación de una forma de onda de comunicación por un pseudoruido (PN) ±1 que genera una sucesión binaria en el transmisor. Una segunda multiplicación por una réplica de la misma sucesión en el receptor recupera el signo original. Como el ruido e interferencia no son “modulados o generados” por una sucesión de PN, éstos no aumentan, generando una cierta inmunidad al ruido que pueda “meterse” durante la transmisión. Un análisis cuidadoso determina con precisión la relación señal - ruido, estableciéndola en 21dB para una tasa de datos de 9600 baudios.

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TELEFONIA CELULAR LA TECNOLOGIA CDMA Aunque la aplicación de CDMA en la telefonía celular es relativamente reciente, no es una nueva tecnología. CDMA se ha usado mucho en aplicaciones militares, como sistemas de antibloqueo de información o sistemas de codificación de datos. En CDMA es posible transmitir pedacitos de información (9600 pedacitos por segundo) sobre una portadora que, por su frecuencia, puede transmitir más de un millón de pedacitos (1,23MHz), lo que implica que varias comunicaciones se establecen por la misma vía, utilizando una codificación digital que sólo conocen el transmisor y el receptor y cuya generación depende de la célula sobre la que está operando el teléfono móvil. Como puede apreciar, es muy difícil saber entonces qué codificación se está utilizando en cada caso, ya que ésta depende de la célula. Si en un determinado momento una célula transita hacia un teléfono, lo hace con una tasa de 9600 baudios y una determinada codificación; si el teléfono no responde, asignará esa codificación a un nuevo teléfono para otra comunicación. Es por todo esto que este sistema comenzó a utilizarse en aplicaciones militares, ya que la comunicación es difícil de interferir y de bloquear. CDMA es una tecnología de comunicación digital muy diferente a una transmisión analógica y un receptor analógico jamás podría decodificar una conversación realizada con esta tecnología.

LA MODULACION FSK EN LA TECNOLOGIA CDMA En este sistema se adecúa la frecuencia de la transmisión en función de la trama de bits. Este método recibe la denominación FSK (Frecuency Shift Keying, modulación por desplazamiento de frecuencia). El sistema, básicamente cambia la frecuencia de la transmisión cuando hay un 0 o cuando hay un 1. Así, los ceros se transmiten a 980Hz. y los unos a 1.180Hz. La modulación en frecuencia requiere bastante ancho de banda. El concepto de ancho de banda es el más importante y complicado de entender en la comunicación de datos.

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Para entenderlo, pensamos que cualquier onda de cualquier forma puede conceptualmente, conseguirse sumando ondas senoidales de diversas frecuencias, cada una con un peso específico en la suma. Cuanto más diferente a una senoide es la forma de la onda, esta descomposición conceptual requiere más frecuencias. El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia más alta y la más baja (despreciando las que tienen un peso específico muy pequeño) que requiere esta descomposición. En el caso de la modulación FSK, se requiere, en esta descomposición conceptual, frecuencias en torno a la que representa el "uno" y a la que representa el "cero". Cuantos más cambios se produzcan, más ancho es el sector de frecuencias en torno a estas centrales. Es decir, cuanto mayor es la velocidad de los datos, más separados tienen que estar las distancias que representan al cero y al uno. Si transmitimos a alta velocidad, estas frecuencias se salen del ancho de banda telefónico. Se puede representar la señal modulada en FSK como la suma de dos señales seoidales (ASK) definidas mediante las siguientes expresiones: f1(t) = A sen(ω1t) para 0
ω1 < ω2 f1(t) equivale al 0 (cero) binario f2(t) equivale al 1 binario Las dos señales ASK son diferentes, y por lo tanto, en el receptor se colocan dos filtros acoplados para detectarlas. Cuando se quiere transmitir un 1 binario se deja pasar la sinusoidal de mayor frecuencia, cuando

CAPITULO - 2 se quiere transmitir un 0 (cero) binario, se deja pasar la sinusoidal de frecuencia menor.

ESTANDAR PARA CELULARES CDMA (IS95) El estándar IS95 ha sido definido por la TIA (Telecommunications Industry Association) de Estados Unidos, y es compatible con el plan de frecuencias existente en los Estados Unidos para la telefonía celular análoga. Las bandas especificadas son 824MHz - 849MHz para reverse-link y 869MHz - 894MHz para forwardlink. Los canales están separados por 45MHz. La velocidad máxima de usuario es de 9.6kb/s, y se ensancha a un canal de 1.2288MHz. El proceso en ensanche es diferente para cada enlace. En el forward-link los datos son codificados con un código convolucional (1/2), mezclados (interleaved), y se ensanchan con una secuencia de 64 bits (funciones de Walsh). A cada móvil se le asigna una secuencia diferente. Se proporciona, además, un canal piloto (código) para que cada móvil pueda determinar cómo actuar con respecto a la base. Este canal tiene mayor potencia que todos los demás y proporciona una base coherente que usan los móviles para demodular el tráfico. También proporciona una referencia de tiempo para la correlación del código. En el reverse-link se utiliza otro esquema, pues los datos pueden llegar a la base por caminos muy diferentes. Los datos son codificados con un código convolucional (1/3). Después de mezclados, cada bloque de 6 bits se usa como un índice para identificar un código de Walsh. Finalmente se ensancha la señal utilizando códigos que son específicos del usuario y de la base. El control de potencia se lleva a cabo en pasos de 1dB, y puede ser de dos maneras: Una es tomar como referencia la potencia recibida de la estación base. La otra es recibir instrucciones de la base sobre el ajuste que se debe llevar a cabo. Finalmente, vale la pena anotar que la señal que se transmite se modula utilizando la técnica QPSK filtrado de la base al móvil y QPSK filtrado con un desplazamiento del móvil a la base. Desarrollo de una Llamada Cuando se enciende un móvil, éste conoce la frecuencia asignada para el servicio CDMA en el área lo-

cal. Se sintoniza en dicha frecuencia y busca la señal piloto. Puede encontrar varias señales piloto provenientes de diferentes estaciones base, pero éstas pueden ser diferenciadas porque tienen diferentes desplazamientos de tiempo. El móvil selecciona la señal piloto más potente y establece referencias de tiempo y frecuencia a partir de ella. Una vez realizado este proceso de selección de la base, el móvil comienza a demodular con el código Walsh 32 que corresponde al canal de sincronización. El canal de sincronización contiene el valor futuro del registro de desplazamiento de código largo (42 bits). El móvil carga dicho valor en su registro y queda sincronizado con el tiempo de la estación base. Adicionalmente se requiere que el móvil se registre en la base; de esta manera, ésta sabe que el móvil está disponible para recibir llamadas y cuál es su ubicación. Cuando un móvil pasa de una zona a otra y no hay una llamada en curso, realiza un proceso de idle-state handoff. Cuando el usuario realiza una llamada, el móvil intenta contactar la estación base con un acceso de prueba. El código largo que se utiliza está basado en los parámetros de la celda. Si ocurre una colisión, el móvil no recibe respuesta y espera un tiempo aleatorio antes de intentar de nuevo. Al establecer contacto con la estación base, ésta le asigna un canal de tráfico mediante un código Walsh. A partir de este momento el móvil cambia el código largo por uno basado en su número de serie. El código Walsh se utiliza en el forward-link, mientras que el código largo se utiliza en el reverse-link. Cuando un móvil comunicado con una base detecta otra señal piloto suficientemente potente, solicita un proceso de soft handoff. Al móvil se le asigna otro código de Walsh y otra temporización piloto. El móvil debe estar en capacidad de recibir ambas señales y combinarlas. Cuando la señal de la base original haya disminuido lo suficiente, el móvil solicita el fin del soft handoff. Al finalizar una llamada, los canales se liberan. Cuando el móvil se apaga, genera una señal registro de apagado que se envía a la base para indicar que ya no está disponible para llamadas. ******************

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Los teléfonos móviles operan en diferentes bandas y con distintas tecnologías... FDMA, CDMA, TDMA, GSM, GPRS, son términos muy escuchados por el técnico quien muchas veces no logra diferenciarlos o cuáles son las ventajas y desventajas de unos respecto de los otros. Si bien ya realizamos comentarios y hasta explicamos estos términos, en esta edición queremos brindar elementos que permitan comprender cómo es la tecnología DIGITAL. El momento histórico en donde nos encontramos, está bien marcado por los adelantos en las comunicaciones. Estos adelantos nos han llevado a tener comunicaciones celulares, tan de moda últimamente; las mismas tienen un funcionamiento parecido al de las llamadas telefónicas convencionales. Los sistemas celulares de la actualidad soportan video, audio (mp3), navegar por Internet, enviar e-mail, etc. Estos sistemas se conocen como sistemas de telefonía celular de 3ra Generación.

TELEFONIA CELULAR Definimos telefonía móvil como aquel sistema de transmisión el en cual el usuario dispone de un terminal que no es fijo y que no tiene cables, y que le permite así, gran movilidad y localización en la zona geográfica donde se encuentre la red. Es un servicio de radio celular que se basa en dar cobertura a un territorio a través de diversas estaciones base, que cada una, da un área de cobertura llamada célula (normalmente son hexagonales). Con este sistema, al dividir el territorio, se evita el problema de la restricción del ancho de banda. Pues se podrá transmitir en diferentes frecuencias que no están ocupadas en otras nuevas células. Células: Se realiza a través del reparto de una zona en va-

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rias células (áreas más pequeñas), de forma hexagonal, para poder abarcar todo el espacio. En cada célula existe una estación base transmisora, con lo cual, se pueden tener múltiples canales para el uso de decenas de celulares de manera simultánea. Cuando un usuario pasa de una célula a otra deja la frecuencia que estaba utilizando, para el uso de otro celular, y toma la frecuencia libre de la célula a la que pasó. Ver figura 1.

3G – SISTEMAS CELULARES DE TERCERA GENERACION Gracias a los esfuerzos de desarrollo desplegado en la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) por toda la comunidad inalámbrica, la telefonía móvil está a punto de cambiar. Es la hora del Internet móvil y las video conferencias inalámbricas. Las comunicaciones celulares de tercera generación para los operadores y para los fabricantes de equipos de servicios inalámbricos representan la próxima iteración de los sistemas digitales de hoy. Los sistemas de primera generación hicieron su aparición en 1979, eran del tamaño de un ladrillo y se caracterizó por ser analógica y estrictamente para voz. La calidad de los enlaces de voz era muy baja, baja velocidad [2400 bauds], la transferencia entre celdas era muy imprecisa, tenían baja capacidad y la seguridad no existía. Estos sistemas sólo alcanzan unas penetraciones limitadas debido a los elevados costos que implican. Las razones para que los costos sean elevados fueron: a) Falta de competencia entre los operadores y suministradores de equipos que obligaran a bajar los precios.

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Figura 1

b) Por otro, dificultades de orden técnico. Entre éstas las más destacables son: - Existencia de varios estándares y, por lo tanto, series de fabricación limitadas. - Sistemas de baja capacidad o eficiencia radioeléctrica que implica un gran consumo de frecuencias o bien, instalaciones caras. - Sistemas analógicos que implican una tecnología voluminosa y de difícil mantenimiento. - Sistemas propietarios, es decir, dependencia de un único fabricante. La segunda generación 2G arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por ser digital. La principal ventaja de los teléfonos de segunda generación sobre sus precesores analógicos son su gran capacidad y menor necesidad de carga de batería. En otras palabras, ellos satisfacen a los usuarios asignando una frecuencia consumiendo menos potencia. Un tema que hay que tomar en cuenta es la cobertura en entornos especiales: túneles viarios, estacionamientos subterráneos, interiores de edificios, etc. También adquiere cada vez más importancia la caracterización del canal en banda ancha para la optimización de la operación. Una vez superada la fase de despliegue de la red móvil, deben consolidar (los ope-

radores) sus objetivos de calidad-cobertura, con un análisis más detallado de las perturbaciones para compensar sus efectos y mejorar la calidad de las telecomunicaciones. Estos sistemas de cuatro normas: GSM, TDMA, CDMA, PDC, dominan hoy las redes inalámbricas, con un total de más de 500 millones de usuarios en todo el mundo, en contraste con el número cada vez más reducido de usuarios que siguen conectados a los sistemas analógicos de primera generación. Visto que muchos países están cerrando sus redes analógicas, no pasará mucho tiempo antes de que podamos decir que el mundo inalámbrico es un dominio exclusivamente digital. Así como la introducción de la tecnología digital en las redes celulares abrió el camino a nuevos servicios como SMS (Servicios de Mensajes Cortos), Identidad llamante, grupos de usuarios y otros tantos, también la introducción de sistemas de tercera generación revolucionará la manera en que se utilizan las redes móviles. Por ejemplo, los sistemas 3G deben ser plenamente digitales, esto incluye transmisión por paquetes y la compatibilidad perfecta con una gama de sistemas digitales desde las consolas de juegos y las computadoras hasta la TV digital con capacidad Web. Los sistemas 3G soportan velocidades de transmisión de 2Mbps, los operadores ya están concibiendo una amplia gama de servicios nuevos, ya sea de acceso por MODEM o acceso rápido en tiempo real a la red, juegos en línea y hasta video conferencias mediante dispositivos portátiles con pantallas grandes. El propósito de la tercera generación consiste en superar las limitaciones técnicas de las tecnologías precedentes. La tercera generación es tipificada por la convergencia de la voz y datos con acceso inalámbrico a Internet, aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos. Los protocolos empleados en los sistemas 3G soportan altas velocidades de información enfocados para aplicaciones mas allá de la voz tales como audio (MP3), video en movimiento, video conferencia y acceso rápido a Internet, sólo por nombrar algunos. Los principales requerimientos para esta tecnología incluyen: • Calidad de voz comparable a la que ofrece una red telefónica pública (PSTN).

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TELEFONIA CELULAR • Velocidades de transmisión de datos de 144kb/s para usuarios en vehículos en movimiento viajando a una velocidad de 120Km/h en ambientes exteriores. • Velocidades de transmisión de datos de 384kb/s para peatones, que se encuentren en un solo lugar o bien moviéndose sobre áreas pequeñas. • Soporte para operaciones de 2.048 Mb/s en oficinas, es decir en ambientes estacionarios de corto alcance o en interiores. • Soporte para ambos servicios de datos conmutación por paquetes y conmutación por circuitos. • Una interfaz adaptada para las comunicaciones móviles de Internet., que permita un ancho de banda más grande para enviar información que para recibir. • Mayor eficiencia del espectro disponible. • Soporte para una gran variedad de equipo móvil. • Introducción flexible a los nuevos servicios y tecnologías. Lo ideal es que los sistemas de tercera generación provean servicios en cualquier lugar y a cualquier hora. Mientras que los servicios analógicos y los primeros servicios digitales fueron diseñados sólo para resolver problemas de sistemas analógicos, como seguridad, bloqueo e incompatibilidad regional; iniciándose así, una nueva visión a la migración a 3G y por lo tanto hacia nuevos servicios. En realidad, la diferencia entre las redes de segunda generación y de tercera generación será tan radical que la mayoría de los fabricantes de equipo no se refieren a los equipos de 3G de la misma manera. Los sencillos dispositivos móviles transformarán en nuevas clases “comunicadores personales o digitales” a aparatos compactos y muy portátiles que serán tan indispensables como la billetera, las llaves o las tarjetas de crédito. Las redes CDMA (División de Código con Múltiples Accesos) proveen una capacidad de transmisión inalámbrica de datos de alta velocidad que brinda a los clientes servicios de información e imágenes desde cualquier lugar que se encuentren. La tecnología CDMA genérica aparece como la base tecnológica por excelencia para la generación de comunicaciones móviles 3G; de hecho, la tendencia global en la industria es la adopción de las tecnologías

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CDMA pues proporciona mejores prestaciones que las tecnologías celulares convencionales TDMA y su variante GSM, tanto en calidad de comunicaciones como en privacidad, capacidad del sistema y flexibilidad y, por supuesto en ancho de banda. CDMA es una tecnología genérica que puede describirse, a groso modo, como un sistema de comunicaciones por radio celular digital que permite que un elevado número de comunicaciones de voz o datos simultánea compartan el mismo medio de comunicación, es decir, utilizan simultáneamente un pool común de canales de radio, de forma que cada usuario puede tener acceso a cualquier canal de forma temporal; el canal es un trozo de espectro de radio que asigna temporalmente a un tema específico, como, por ejemplo, una llamada telefónica. En base a esto se observa que CDMA es una técnica de acceso múltiple. En CDMA, cada comunicación se codifica digitalmente utilizando una clave de encriptación que solamente conocen los terminales involucrados en el proceso de comunicación. La codificación digital y la utilización de la técnica de espectro esparcido, otra característica inherente a CDMA se pueden considerar como los puntos de identificación de la tecnología CDMA. La distribución celular y la reutilización de frecuencias son dos conceptos estrechamente relacionados con la tecnología CDMA; el objetivo es realizar una subdivisión en un número importante de celdas para cubrir grandes áreas de servicio. Desde un punto de vista de distribución celular, la tecnología CDMA se puede contemplar como una superación de la tradicional subdivisión celular hexagonal.

VENTAJAS DE CDMA SOBRE GSM Cuando hablamos de 3G hay dos tendencias tecnológicas: CDMA y GSM. En esta última, su próximo paso es ir al estándar GPRS (General Packet Radio Services) que desembocará en UMTS (Universal Mobile Telecomunication System) que alcanzará mayor espectro radioeléctrico. CDMA ofrece muchas ventajas de eficiencia de espectro: es más rápida en velocidad y en transmisión de datos sobre GSM actual, que tiene mu-

CAPITULO - 2 chas ventajas en lo referente a la penetración de mercado y economías a escala a nivel mundial. Los operadores basan sus estrategias especialmente en ellos. Como es sabido, la tercera generación permitirá recibir y enviar información multimedios desde cualquier dispositivo móvil o fijo y permitirá velocidades desde hasta 2Mbps. VENTAJAS FUNDAMENTALES DE CDMA 1. Mejora el tráfico telefónico 2. Mejora la calidad de transmisión de voz y eliminación de los efectos audibles de fanding (atenuación) multitrayecto 3. Reducción del número de lugares necesarios para soportar cualquier nivel de tráfico telefónico 4. Simplificación de la selección de lugares 5. Disminución de las necesidades en despliegue y costos de funcionamiento debido a que se necesitan muy pocas ubicaciones de celda. 6. Disminución de la potencia media transmitida 7. Reducción de la interferencia con otros sistemas 8. Bajo consumo de energía, lo cual ofrece más tiempo de conversación y permitirá baterías más pequeñas y livianas.

CELULARES MULTIMEDIA CON 3G CDMA Como sistema de celulares de tercera generación CDMA proporciona a los usuarios terminales multimodo y multibanda, con cámara de video incorporada, pantalla de colores, y gran capacidad de memoria. Y gracias a una interfaz de aire flexible, aportará “roaming mundial” entre diferentes países y también con sistemas de segunda generación. Evoluciona para integrar todos los servicios ofrecidos por las distintas tecnologías y redes actuales y se podrá utilizar con casi cualquier tipo de terminal (teléfonos móviles y fijos, inalámbricos, celulares, terminal multimedia, acceso a Internet a alta velocidad, etc.), tanto en ambientes profesionales como domésticos, ofreciendo una mayor calidad de los servicios y soportando la personalización por parte del usuario y los servicios de multimedia móviles en tiempo real. Se espera

que para el 2006 más de 300 millones de usuarios a nivel mundial utilicen la tecnología CDMA.

GLOSARIO DE TERMINOS 1. GSM: Son las siglas de Global System for Mobile Communications (sistema global para comunicaciones móviles). Es un sistema estándar para comunicación utilizando teléfonos móviles que incorporan tecnología digital. Por ser digital cualquier cliente de GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador (una PC o una PC portátil) y puede hacer, enviar y recibir e-mails, faxes, navegar por Internet, acceso seguro a la red informática de una compañía (LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos (SMS). 2. TDMA: TDMA ("Time Division Multiple Access") es común en los sistemas de telefonía fija. TDMA es un concepto bastante antiguo en los sistemas de radio. En los sistemas modernos celulares y digitales, TDMA implica el uso de técnicas de compresión de voz digitales, que permite a múltiples usuarios compartir un canal común utilizando un orden temporal. La codificación de voz moderna, reduce mucho el tiempo que se lleva en transmitir mensajes de voz, eliminando la mayoría de la redundancia y períodos de silencio en las comunicaciones de voz. Otros usuarios pueden compartir el mismo canal durante los períodos en que éste no se utiliza. Los usuarios comparten un canal físico en un sistema TDMA, donde están asignados unos slots de tiempo. A todos los usuarios que comparten la misma frecuencia se les asigna un slot de tiempo, que se repite dentro de un grupo de slots que se llama trama. 3. CDMA: Acceso múltiple por división de código: Estándar digital que soporta velocidades de datos de alrededor de 14,4KBPS vía conmutación de paquetes y vía conmutación de circuitos. Es un método de transmisión móvil celular de espectro extendido, que permite a varios usuarios compartir el mismo espectro de radiofrecuencia por asignación de un código único a cada usuario activo.

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TELEFONIA CELULAR 4. GPRS: Las siglas GPRS corresponden a General Packet Radio Services, Servicio General de Paquetes por Radio. Se basa en la conmutación de paquetes realizando la transmisión sobre la red GSM que usamos actualmente. Al sistema GPRS se le conoce también como GSMIP ya que usa la tecnologia IP (Internet Protocol) para acceder directamente a los proveedores de contenidos de Internet.

jar juntas para coordinar la operación de las redes y de los servicios de telecomunicación y para avanzar en el desarrollo de la tecnología de las comunicaciones. Mientras que la organización sigue siendo relativamente desconocida al público en general, el trabajo de ITU ha ayudado a crear una red de comunicaciones global que ahora integra una gama enorme de tecnologías.

CONCLUSIONES DEL CAPITIULO 2 Sistema de conexión. En este tipo de técnica no se debe establecer un canal dedicado para cada usuario sino que la conexión se realiza en el momento de utilización del canal, por lo tanto se pierde el concepto de facturación por tiempo, pasando a ser por utilización del canal de emisión. La vía de conexión es mucho más utilizada, ya que permite a los usuarios compartir el mismo medio. Se pueden recibir voz y datos simultáneamente. Velocidad. La velocidad de conexión puede llegar a los 115 kbps, 12 veces más que la permitida por la red actual GSM. Sin lugar a dudas GPRS permtirá que la tecnología WAP pueda ser mucho más potente, explotándola en una mayor proporción, despojándose de uno de los problemas más acuciantes, la velocidad de transmisión. 5. Conmutación por Circuitos: Sistema de conmutación en el que debe existir una ruta de circuito física dedicada entre el emisor y el receptor durante la duración de la "llamada". Se utiliza ampliamente en la red telefónica comercial. 6. Conmutación por paquetes: Método de networking, en el cual los nodos comparten el ancho de banda entre sí enviando paquetes. 7. Atenuación: Pérdida de energía de la señal de comunicación. 8. UIT: La unión Internacional de Telecomunicaciones fue establecida siglo pasado como una unión en donde los gobiernos y el sector privado podrían traba-

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Tras mi investigación llegué a las siguientes conclusiones, para algunos países es conveniente el uso de esta tecnología porque brinda muchas ventajas al consumidor como: • Mejores Servicios (SMS, entre otros) • Capacidad de Roaming, es decir, que un teléfono, se puede ir a Chile, Venezuela, etc, y podrá utilizar su misma línea telefónica sin inconvenientes. • Las comunicaciones digitales pueden protegerse más fácilmente mediante técnicas de cifrado. En concreto, este estándar permite utilizar una norma de cifrado que ofrece una protección razonable, por la interceptación de llamadas de otras personas. • La calidad de voz de la telefonía alcanza un equilibrio adecuado entre factores como: fidelidad del sonido, ruido de fondo, ruidos parásitos, cortes de conversación. La comunicación es mucho más limpia y estable que en los sistemas de telefonía móvil analógica. BIBLIOGRAFIA http://www.nokia.com http://www.ericsson.com http://www.motorola.com http://www.cdma2000.com Libro: Comunicaciones y Redes de Computadoras, Autor: William Stalling, Quinta Edición, Editorial Prentice Hall. Libro: Redes de Computadoras, Autor: Andrew S. Tanenbaum, Tercera Edición, Editorial: Pearson. [email protected]

CAPITULO - 3

A continuación se describirá el funcionamiento de las diferentes etapas que constituyen a los teléfonos celulares de tecnología GSM. Nuestra idea es proporcionar conocimientos para que los estudiantes, técnicos e ingenieros puedan solucionar diferentes problemas que involucren a estos aparatos. Es necesario aclarar que para realizar este trabajo nos basaremos en los manuales de servicio de equipos de diferentes marcas, comenzando con el diagrama en bloques de un teléfono Sony y prosiguiendo con análisis detallados de unidades Motorola, dado que los desarrolladores de dicha empresa han tomado un cuidado especial en la elaboración de manuales, incluyendo etiquetas y diferentes colores para el seguimiento de las señales en los circuitos de las distintas etapas.

DIAGRAMA EN BLOQUES DE LA SECCION DE RF DE UN TELEFONO CELULAR SONY La figura 1 muestra el diagrama en bloques del sistema de transmisión y de recepción de un teléfono celular Sony de banda dual que opera con tecnología GSM. Note que el teléfono opera en las bandas de 900MHz y 1.8GHz, es decir, se trata de un equipo que no va a funcionar en determinados países de la región, pero la explicación que brindamos es válida para todos los teléfonos de características similares. La antena se acopla mediante un interruptor mecánico (se trata del sistema de encastre de la antena) y luego por medio de una llave electrónica recibe la señal desde el transmisor o envía la señal hacia el receptor.

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Figura 1

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CAPITULO - 3

Figura 2

Sobre la línea de transmisión, entre la antena y el interruptor mecánico se coloca un conector para poder colocar una antena externa cuando su uso sea necesario. El interruptor es tal, que al colocar la antena externa se desconecta la antena fija. El receptor consiste entonces, en dos etapas de RF separadas para funcionar en E-GSM y DSC. Por medio de un filtro de superficie (SAW) para la banda de 900MHz y por medio de un filtro cerámico para la banda de 1800MHz. Un primer filtro GMSK (Gaussian-filtered minimum shift keying, filtro gaussiano de mínimo ruido) lleva las señales, ya sea de 1800MHz o 900MHz, a un valor de frecuencia intermedia de 440MHz. La señal de FI de 440MHz es amplificada y nuevamente convertida por un demodu-

lador IQ (demodulador de fase o de cuadratura) de modo que las señales resultantes son detectadas y filtradas para obtener las señales I (fase) y Q (cuadratura) que serán procesadas por las etapas de voz, de acuerdo con las indicaciones dadas por el microcontrolador. Para poder realizar estas tareas con éxito, se emplea un oscilador a cristal de 13MHz VCTCXO (voltage-controlled-temperature-compensated crystal oscillator, oscilador a cristal controlado por tensión con compensación de temperatura). Dicho oscilador genera la señal de clock para el PLL y las etapas de banda base. En la etapa transmisora, la señal que llega en banda base se modula en una etapa “Moduladora-GMSK” para llevarlas a portadoras de las bandas de 900MHz

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TELEFONIA CELULAR y 1800MHz. Vea que la modulación se realiza por medio de dos osciladores controlados por tensión (VC0), uno de 195MHz para GSM y otro de 325MHz para DCS 1800. Estas conversiones se realizan por medio de moduladores balanceados IQ y un posterior bloque sumador (APC Loop). Cabe aclarar que todas las señales IQ y de RF son tratadas en moduladores balanceados para disminuir interferencias (crosstalk effects). De acuerdo con las recomendaciones para GSM, el transmisor y el receptor nunca son activados al mismo tiempo.

DIAGRAMA EN BLOQUES DEL SISTEMA DE BANDA BASE El sistema de banda base consiste en dos circuitos integrados, uno digital (IC1) y otro analógico (IC2), figura 2. La memoria externa que se puede manejar es de 36 MBits, 32MBits para la Flash ROM y 4MBits para la memoria SRAM. El circuito integrado digital IC1 se encarga de procesar la señal GSM que ya está en banda base, de acuerdo con los protocolos de comunicaciones establecidos en el estándar ETSI. Este circuito integrado digital se encarga de procesar las señales por medio de un proceso digital DSP (Digital Signal Processing) de acuerdo a un programa interno y a los datos que se encuentran en la memoria. Para efectuar todas estas tareas, este circuito integrado posee al “corazón” del teléfono, que es el microcontrolador que efectúa las diferentes operaciones, apoyándose en una memoria RAM interna. El circuito integrado digital también posee el circuito de reloj y varios puertos y compuertas CMOS para comunicarse con otros elementos. En definitiva, es un integrado que realiza las tareas de codificación y decodificación necesarias para establecer las diferentes señales de transmisión y recepción. El integrado analógico IC2 posee un sistema A/DD/A (conversor analógico/digital y digital/analógico) que permite el procesamiento de las señales IQ y de las señales de voz. Este integrado posee todas las etapas que permiten el procesamiento de las señales de voz,

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las interfases para procesar los señales I (fase) y Q (cuadratura) que pueden soportar los modos “single slot” y “multi slot”. También posee circuitos auxiliares para el control de RF, un regulador de tensión (provee una tensión regulada), el control de carga de la batería y el sistema de análisis de encendido del teléfono. Este circuito integrado también posee un sistema que genera la tensión de alimentación y la tensión de reset. Para comunicarse con IC1 posee un puerto serial en banda base (BSP) y un puerto para comunicaciones de voz (VSP), ambos permiten comunicarse con el DSP. También posee un puerto serial UPS para comunicarse con el microcontrolador de IC1 y un puerto serial TSP para comunicarse con la unidad de procesamiento de tiempo real (con el reloj), para que ambas etapas estén en sincronismo.

DIAGRAMA EN BLOQUES DE LA ETAPA DE AUDIO En la figura 3 se muestra este bloque, que es un sistema multitarea que se encarga de activar el micrófono, los parlantes (bocinas) y el timbre del vibrador. En este caso, la frecuencia de vibración es de 130Hz.

EL SERVICIO A LOS TELEFONOS CELULARES DESARME, RECONOCIMIENTO DE PARTES Y FALLAS (Motorola T720) Hoy en día es prácticamente imposible encontrar a una familia que no posea, por lo menos, un teléfono celular entre sus integrantes; y como son aparatos electrónicos, se pueden descomponer. El teléfono celular T720 de Motorola es un producto de la familia B65 de esta empresa, construido con tecnologías GSM (para 850MHz a 1900MHz) y GPRS. La empresa brinda a los técnicos especializados, manuales de servicio completos que describen paso a paso cómo se realiza el desensamblado del equipo, qué herramientas e instrumentos son necesarios para efectuar pruebas, ajustes y reparaciones, se brindan los circuitos eléctricos completos y toda la información nece-

CAPITULO - 3 Figura 3

saria para que se pueda realizar un servicio a consciencia. Para poder realizar el mantenimiento, es preciso contar con los siguientes elementos: Destornilladores y llaves específicas de pequeño tamaño (de las empleadas para el desarme de pequeños reproductores de discos compactos). Cargador rápido de batería Kit antiestático (compuesto de pulsera antiestática con su cable y pinza para conectar un punto de tierra y un mantel antiestático) Pinzas y destornilladores plásticos pequeños Multímetro digital Equipo de prueba SIM para GSM/DCS Por razones de espacio no podemos describir el proceso completo para efectuar pruebas y ajustes pero Ud. podrá “bajar” el manual de servicio de éste y otros teléfonos de nuestra web:

www.webelectronica.com.ar Para bajar estos archivos, haga click en el ícono password e ingrese la clave tel208. Sobre el equipo necesario, debemos decir que de todos los elementos mencionados el equipo de prueba es el más costoso y difícil de conseguir, sin embargo, para la búsqueda de fallas generalmente no es necesario. Para desarmar el teléfono debe realizar lo siguiente: 1) “quitar” la antena, luego la batería y posteriormente deberá sacar el módulo SIM de identificación del teléfono (figura 4), si es que su teléfono la tiene (en ciertos países como Argentina, por ejemplo, hay prestadores de servicio que no poseen tecnología GSM y, por lo tanto, no incluyen la tarjeta SIM en el teléfono). 2) Utilizando un destornillador T-6 apropiado (para tornillos con fresa hexagonal) quite los 4 tornillos como se muestra en la figura 5.

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TELEFONIA CELULAR

Figura 4

Figura 5

Figura 6

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3) Localice las dos ranuras a ambos lados del teléfono (figura 6) y con la punta de un destornillador plano pequeño desprenda la parte posterior de la tapa, luego rote dicha pieza y tírela hacia el frente. 4) Para seguir con el despiece es preciso que utilice el kit antiestático, caso contrario, se pueden dañar algunos componentes. Con una pinza plástica levante la pieza metálica que quedó al levantar la parte posterior de la tapa (figura 7). 5) Con mucho cuidado, utilizando la punta de un destornillador, retire el cable flex del conector (figura 8) para liberarlo de la placa de circuito impreso del teléfono. Ahora podrá quitar (con mucho cuidado) la placa. 6) Para acceder al teclado, solo debe desprenderlo con mucho cuidado como se muestra en la figura 9.

Y ya está... ahora puede trabajar sobre el teléfono. En la figura 10 se puede ver un detalle de la parte posterior de la placa de circuito impreso del teléfono. El significado de cada ítem de dicha figura es el siguiente: 1 - Conector de antena J100 2 – Interfase de antena A10: Si este módulo está mal o hay falso contacto, habrá fallas de conexión o la señal estará muy baja 3 – SW de antena U100 4 – Filtro Receptor GSM FL110 5 – Módulo PA U450 6 - Acoplador de transmisión DCS U430 7 - Filtro receptor DCS FL120 8 - Guía de recepción de HF en GSM U110 (definimos como “guía” en este tutorial, al elemento - generalmente un semiconductor- que permite conseguir un propósito determinado). 9 - Guía de recepción de HF en DSC U120 10 - Banda dual PA U400: si este componente está fallado o tiene problemas de soldadura no habrá transmisión y la corriente de salida corresponderá a la del teléfono apagado. 11 - Llave electrónica Q7000: Si está fallada o con problemas de soldadura habrá problemas de alimentación (tensión de alimentación). 12 - VCO para SH U300: Si está desoldado o con problemas no habrá transmisión, pero la recepción no tendrá problemas. 13 - SRAM U2003 14 - Memoria flash de 64MB U2000: Si está desoldada o con fallas, el teléfono estará virtualmente muerto y no será reconocido por la red. 15 - Controlador de carga Q380 - Si tiene fallas o está desoldado el teléfono no permitirá la carga de la batería. 16 - PIII GCA U3000: Una falla en este componente (o si está desoldado) provocará fallas en la alimentación y no se podrán enviar señales de voz. 17 - Interfase de micrófono J4100 - Si hay falsos contactos o éstos están rotos, no se podrá transmitir la voz. 18 - Cristal para el reloj de tiempo real U3000: Si falla, entonces el display tendrá fallas. 19 - Conector externo J5000 - Si tiene problemas de contactos o está roto no cargará la batería, no ha-

CAPITULO - 3 brá transmisión de datos, la cámara puede no funcionar, etc. 20 - Guía interfase para alimentar el circuito del teléfono. 21 - Módulo de audio U7200: fallas o falsos contactos en alguno de los componentes de este módulo provocará que no funcione el micrófono y/o el parlante. 22 - Guía para alimentar los iluminadores (leds) Q3700. 23 - CPU Patriot (microcontrolador) U1000: Este es el corazón del teléfono, si falla, tiene algún falso contacto o problemas de soldadura, el teléfono estará virtualmente muerto y la red no lo va a reconocer. 24 - Módulo interfase de datos U7004. 25 - Oscilador a cristal de 26MHz Y250: Si está defectuoso no habrá red. 26 - Módulo de alimentación: si está fallado, seguramente no habrá tensión en el teléfono o ésta será defectuosa. 27 - Módulo de FI U201 28 - VCO de 13Hz U202 29 - Circuito LO de 800MHz U203 30 - Circuito amplificador de FI U170 31 - Llave de cambio de banda U500 32 - Filtro de FI para recepción FL170 33 - Módulo de recepción (front-end) U140: Si está desoldado o dañado, no habrá recepción de señal y por lo tanto el teléfono no será reconocido dentro de la red. 34 - Conector para auriculares externos J4300: si está dañado o con falsos contactos, al conectar un auricular ester-

Figura 7

Figura 8 Figura 9

Figura 10

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no, no funcionará. 35 - Conector tipo flip para el display J4400: Este conector suele presentar fallas por falsos contactos, permite la conexión del display y cualquier falla puede dar como resultado que el display no funcione y hasta puede no haber sonido ni tono de llamadas. 36 - Displexer DSC FL140 37 - Displexer GSM FL130 38 - Pila de back-up para mantener los datos. En la figura 11 se puede ver un detalle de la parte

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superior de la placa de circuito impreso del teléfono. El significado de cada ítem de dicha figura es el siguiente: 1- Capacitor periférico del conector FPC: Si está dañado o fuera de valor es posible que el display no funcione o presente fallas 2- Resistor del buzzer de circuito audible: Si está fallado o desoldado, el buzzer no va a funcionar 3- Llave de encendido y apagado: Uno de los conectores establece el contacto de masa y el otro la tensión de la batería, se activa por bajo nivel. 4- Teclado: si una pista está rota o hay componentes dañados o el contacto es malo, habrá fallas y es probable que al accionar las teclas éstas no respondan. 5- MIC: Si falla o está desoldado el volumen de la voz será bajo o directamente no habrá transmisión de voz. 6- Led Indicador de servicio. 7- Llave de control del conector Flip: Si está dañado se pueden producir distintos tipos de fallas (display, voz, sonido, etc). 8- Leds iluminadores de teclado (8 LEDs): Si alguno o varios están dañados, la iluminación del teclado será deficiente. 9- Interfase USB: si está desoldada o dañada habrá fallas en la transferencia de datos por el puerto USB.

FALLAS Y SOLUCIONES: Para terminar, les comentamos que en Internet, con la clave que hemos dado, puede bajar un tutorial de posibles fallas y sus soluciones, como la que mostramos a continuación: 1- El display está errático, o da una exhibición incompleta. Posible causa: Fallas en las conexiones de la placa.

CAPITULO - 3 Pasos a seguir: Quite el chasis posterior de la unidad, verifique las condiciones generales del cable flexible (flex). Si el flex está en buenas condiciones, verifique su conexión en el contacto de la placa. Si hay una falla en la conexión, intente repararla o reemplace la placa del transceptor, si el conector no está fallado, verifique otras posibles causas (que no reproducimos aquí por falta de espacio). Como puede apreciar, la información con la que Ud. cuenta para la reparación de teléfonos celulares es abundante y sólo debe bajarla sin cargo de nuestra web.

QUE SE NECESITA PARA REPARAR UN TELEFONO CELULAR KIT PARA PANASONIC EB-GD90 En general, la reparación de un teléfono celular requiere de instrumental y accesorios especializados, muchos de los cuales son propios para cada modelo de teléfono. Esto sugiere que, para cada equipo, será necesario un “kit” específico lo que en principio parece un “tremendo” problema para el técnico reparador por la cantidad de equipo necesario; sin embargo, con una serie de elementos escenciales es posible efectuar un trabajo a consciencia. En esta serie de notas describiremos cuáles son los pasos necesarios para el mantenimiento y la reparación de celulares, comenzando por dar los pasos sugeridos en el manual de servicio del teléfono móvil Panasonic EB-GD90. En ediciones próximas veremos cómo realizar el mismo trabajo con equipo alternativo que hasta podrá construir Ud. mismo. El teléfono celular Panasonic EB-GD90 trabaja con tecnología GSM en las bandas de 900MHz y 1,8GHZ. En la tabla 1 se resumen las especificaciones de este aparato. Este teléfono puede ser conectado a una computadora personal compatible para ajustes electrónicos y diagnóstico de fallas por medio de un programa que “corre” desde una unidad de interface que puede ser “emulada” mediante programas de desbloqueo y reparación. En nuestra web: www.webelectronica.com.ar, con la clave gd90, puede bajar un programa para trabajar con este teléfono así como el conexionado del ca-

Tabla 1

ble de interface entre el celular y la PC y el manual de servicio completo. Panasonic informa que la verificación y ajuste de la unidad (teléfono) puede ser realizada si se cuenta con el siguiente equipo: 1- Caja interface, parte número: IFB003/IFB004 Esta caja provee: a- Tensiones de salida reguladas de +7.2V, +5.6V y +4.8V. La tensión de +7.2V es utilizada como fuente para las baterías tipo Li-Ion (compatibles con otros productos), La tensión de 5.6V se usa para testeos en PCB (para verificar directamente desde el impreso) y la sali-

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TELEFONIA CELULAR Figura 12

da de 4.8 V se utiliza para testear la unidad completa. La caja interface IFB004 es una versión vieja que provee salidas DC de +4.8V, +7.2V y +8.6V. También permite seleccionar tensiones externas a través del cable de interface. b- interface RS232. Asegúrese de que la unidad bajo prueba esté provista de los niveles de señales y formato correctos.

Figura 13

2- Computadora Personal (PC) La PC (Compatible con IBM) es utilizada como una unidad bajo prueba controladora. Esto, en conjunto con la caja interface, permite realizar todas las pruebas normalmente provistas a través del teclado del teléfono bajo prueba. 3- Fuente de alimentación Provee una tensión DC de 12V a la caja interface IFB003 o IFB004. 4- Unidad: batería externa (figura 12) Da una tensión DC de 3.6V a la caja interface IFB003 o IFB004 para compensar el flujo de corriente cuando la unidad bajo prueba es utilizada al máximo.

Figura 14

Figura 15

5- Base para reparación PCB (figura 13) Esta unidad provee las conexiones necesarias entre los PCBs (los PCBs son las placas de circuito impreso con todos los componentes) principales y el teclado, y las conexiones entre el PCB principal y el equipo de prueba externo. 6- Adaptador RF (figura 14) Esta unidad provee una conexión de RF entre la unidad bajo prueba y el equipo de prueba externo. Tiene una agarradera en la parte trasera para permitir al adaptador y a la unidad bajo prueba, ser colgados o estar suspendidos desde/en un rack (bastidor) adecuado o un brazo del canal, si se requiere. 7- Téster GSM Esta unidad actúa como una estación base suministrando los requerimientos GSM y también da facilidades para medir señales GSM. Este es, sin dudas, el equipo más costoso y difícil de reemplazar, sin embargo, con el transcurso de estas notas veremos cómo po-

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CAPITULO - 3 demos efectuar pruebas básicas hasta que pueda contar con este valioso instrumento. 8- Cable interface (figura 15) El cable interface permite la conexión entre una computadora y la unidad bajo prueba vía IFB003. 9- Software Este es el software de prueba para la unidad GD90 y debería ser instalado en la computadora personal para ser utilizado para testeo. En la figura 16 se puede observar el conjunto de instrumentos y accesorios necesarios para efectuar las pruebas. Reiteramos que si Ud. desea el manual de servicio completo, para saber cómo se realizan las pruebas para determinar el estado del teléfono, lo puede bajar gratuitamente de nuestra web con la clave dada anteriormente. *******

Figura 16

Figura 17: Lado frontal de la placa de circuito impreso principal (PCB main) del teléfono celular

Panasonic EB-GD90 43

CAPITULO - 4

El negocio de desbloqueo (muchas veces llamado “liberación de bandas”) es una unidad más dentro del service y puede dar muchos réditos. Es muy común que los “turistas” o personas de negocio compren teléfonos en determinados lugares y quieran utilizarlos en su lugar de residencia. Por otra parte, llegado el caso de que necesitemos utilizar nuestro teléfono en otra parte del mundo, lo único que necesitaremos es adquirir una tarjeta SIM a fin de reemplazar el mencionado “chip”, empleando uno que sí funcione en la región que querramos. Para lograr este

propósito, un aspecto importantísimo a tener en cuenta, radica en la banda de frecuencia que nuestro teléfono utiliza. En función de ésto, nuestro teléfono puede entrar en una de estas clasificaciones: a) Teléfonos Duales: los más comunes en Argentina, utilizan las bandas de GSM850 y DCS1900 (GSM900 y DCS1800 en Teléfonos de la Comunidad Europea). b) Teléfonos Tribanda: equipos de gama usualmente más alta y de costo y prestaciones superiores utilizan las bandas de GSM850, DCS1800, PCS1900 .

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TELEFONIA CELULAR c) Teléfonos Cuatribanda: la última generación en telefonía GSM, utilizan las bandas de EGSM850, GSM900, DCS1800, PCS1900. Dado el incipiente uso de esta tecnología en Argentina, México y América Latina en general, constantemente surgen nuevas herramientas y puestos de trabajo. Es por esto que el “amante” de la telefonía celular debe contar con herramientas y bibliografía actualizada que le permita estar siempre “al día” en sus conocimientos. El portal www.skycelulares.com ofrece una amplia gama de productos y servicios unlock, siendo una alternativa válida para obtener tanto recursos como información de vanguardia. Nota de Redacción: queremos aclarar que el contenido de www.skycelulares.com ha resultado satisfactorio y digno de ser recomendado, a diferencia de otros sitios de dudoso contenido que van “cambiando” de lugar de alojamiento para permanecer en la “semiclandestinidad” Existen distintas formas de desbloquear teléfonos celulares, entre las que podemos mencionar por códigos, Logs, por software y cable, BOX unlock y clips. Todas estas herramientas específicas muchas veces del modelo y marca del teléfono al que apuntamos. Los principales métodos de Unlock son: • Desbloqueo por códigos. • Liberación por software y cable. • Liberación por Clip.

DESBLOQUEO POR CODIGOS Este método implica ingresar por medio del teclado del teléfono un código generado por un software específico (por ejemplo el Nokia DCT4 Calculator). Para poder obtener dicho código es necesario tener alguna aplicación que realice esta función y que generalmente son empleadas para los modelos Nokia, Siemens, Panasonic, LG. El software de esta naturaleza no siempre cubre to-

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dos los modelos de las diferentes marcas, ya que a medida que van saliendo nuevos modelos los fabricantes cambian el sistema operativo del teléfono o bien la memoria flash del mismo, por lo que usualmente el laboratorio de todo “unlocker” debe actualizarse muy seguido. Un aspecto a tener en cuenta es que no siempre el teléfono es liberado, ya que este método nos permite ingresar usualmente hasta 5 veces el código de desbloqueo y las aplicaciones de desbloqueo por código nos ofrecen 7 o más códigos, una vez utilizadas estas 5 oportunidades el teléfono queda bloqueado “permanentemente” y nos vemos obligados a liberar el teléfono con alguna solución por cable, box o clip, ya que éstas nos aseguran el 100% de la liberación de la terminal (teléfono), pero también hay que tener en cuenta que estas últimas tienen un costo relativamente elevado (ya sea el cable y el soft, el box o el clip).

LIBERACION POR LOGS Esta forma de desbloqueo es utilizada generalmente en países europeos y aunque todavía no fué implementada en América Latina en forma masiva, es bueno saberlo ya que cuando se ponga en funcionamiento sepamos de qué se trata y cómo implementarlo, además en ciertos casos cuando la cantidad de teléfonos a liberar es mínima y no tenemos el acceso a una box (por cuestiones de costos) ésta será una de las alternativas más interesantes. Este método consta de un Servidor –PC principal– donde se encuentran todos los códigos y responde a las peticiones de los clientes, en el otro extremo se encuentra la PC cliente que consta de un software que se conecta con dicho servidor a través de Internet o un acceso telefónico. Se puede liberar bien por el operador al cual pertenece el teléfono o por el modelo del teléfono, esto depende del servicio que nos ofrece el servidor de códigos. Es necesario tener el cable unlock correspondiente al modelo de teléfono, ya que la liberación se produce mediante el uso de un componente ActiveX (es decir el acceso a una serie de funciones de una aplicación a

CAPITULO - 4 través de un sitio Web), entre el servidor y la PC, el servidor lee los códigos de bloqueo del teléfono, enviándole al mismo el LOG con los códigos de desbloqueo, quedando la terminal liberada en segundos. Para todo esto es necesario realizar el previo pago del o los logs, para poder recibir por correo electrónico un usuario y contraseña para poder conectarse al servidor. ¿Cómo Funciona el Software? • Debe conectar el cable al teléfono apagado. • Ejecute el software. • Introduzca el nombre de usuario y la contraseña que le envía el proveedor • Haga click sobre Info. y le dirá los logs disponibles. • Haga click sobre el botón UNLOCK. • El software dará el mensaje ¡¡TURN ON THE PHONE!! • Encienda el teléfono. Aparecerá el mensaje LOCKS CLEARED SUCCESFULLY. • El teléfono estará libre. Para más información sobre este producto visite la página www.totalserver.net. Así mismo, el software cliente lo puede descargar en www.skycelulares.com.

LIBERACION POR SOFTWARE Y CABLE Este metodo de liberación es el más utilizado por los técnicos de telefonía celular debido a su bajo costo – siempre dependiendo del modelo a liberar –. Consta de un software preparado para la liberación del teléfono más un cable unlock correspondiente al modelo de teléfono. Es importante considerar que el software de desbloqueo se puede descargar de varios sitios en internet, pero siempre debe tener en cuenta que muchos de los cuales no fueron testeados con lo cual pueden o no funcionar, o bien pueden llegar a estar infectados con algun tipo de virus dañando su PC. Para su tranquilidad en www.skycelulares.com podrá descargar dicho software testeado y funcionando con lo que evitará perder el tiempo probando programas que puedan llegar al dañar el teléfono. También debe tener en cuenta que la liberación por

cable no siempre sirve para desbloquear todos los modelos de teléfonos, con lo cual nos veremos obligados a utilizar otro tipo de solución, como por ejemplo Box Unlock, Dongle Unlock o Clip Unlock. Liberación por Clip El nombre clip se refiere a los equipos que reparan (o desbloquean) por medio de hardware y sin necesidad de estar conectado a una PC, como por ejemplo una Box. Comentaremos las funciones que tiene el Clip para Motorola, ya que es el más utilizado por la cantidad de modelos que repara, la velocidad con que trabaja y el segmento del mercado ocupado por la mencionada marca. El Clip Motorola Smart-Clip permite remover SP/SIM/phone/user locks. La operación es realmente simple, ya que la única tarea es oprimir un botón y esperar que el desbloqueo se realice en cuestión de segundos. No requiere del uso de PC, o elementos de desensamblado o conocimientos específicos.

EJEMPLOS DE DESBLOQUEO POR CODIGOS Este método implica ingresar por medio del teclado del teléfono un código generado por un software específico (por ejemplo el programa Nokia DCT4 Calculator). Para poder obtener dicho código es necesario tener alguna aplicación que realice esta función, las que se utilizan generalmente son para los modelos Nokia, Siemens, Panasonic, LG, etc. El software de esta naturaleza no siempre cubre todos los modelos de las diferentes marcas ya que a medida que van saliendo nuevos aparatos los fabricantes cambian el sistema operativo del teléfono o bien la memoria flash del mismo, por lo que usualmente “el nuevo programa” constituye una herramienta adicional en el laboratorio de todo “unlocker”. Un aspecto a tener en cuenta es que no siempre el teléfono puede ser liberado ya que el teléfono nos permite ingresar usualmente hasta 5 veces el código de desbloqueo y las aplicaciones de desbloqueo por código nos ofrecen 7 o más códigos “y uno no sabe cuál es la que debe utilizar primero”.

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TELEFONIA CELULAR El problema es que, una vez utilizadas las 5 oportunidades, el teléfono queda bloqueado “permanentemente” y nos veremos obligados a liberar el teléfono con alguna solución por cable / box o clip ya que és-

tas nos aseguran el 100% de la liberación de la terminal, pero también hay que tener en cuenta que estas últimas no son gratuitas (ya sea el cable y el soft, el box o el clip).

Figura 1

Figura 2

Desbloqueo por Código con el Code Calculator By CyberGSM Vamos a explicar cómo realizar una liberación por códigos utilizando el programa Code Calculator By CyberGSM V2.7., con él es posible liberar teléfonos Siemens, Panasonic y Samsung (algunos modelos, vea el listado en la web, con los códigos dados más adelante). Esta aplicación puede bajarla gratuitamente de Internet, para ello diríjase al portal: www.skycelulares.com (figura 1), lea las condiciones de uso del portal, haga click en el ícono “ingresar” luego diríjase a la ventana “download” ubicada sobre la izquierda de la pantalla, siga las instrucciones que se brindan al hacer click en ella y cuando se lo pida coloque la siguiente información: Usuario: saber Password: electronica Si tiene dificultades en bajar el archivo, diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave: saberunlock. Una vez que ha bajado el utilitario en el disco rígido de su computadora, descomprímalo y luego ejecútelo, se mostrará una pantalla como la de la figura 2. Siga los siguientes pasos: 1. El primer paso constituye en obtener el IMEI del celular, el mismo se encuentra en el reverso del celular pegado en una etiqueta o bien presionando *#06# en el celular. 2. Ingresar el Mismo en el campo “IMEI” del programa (figura 3). 3. A continuación seleccione, del listado de países, el país al que pertenece el móvil, y la red (el operador) que bloqueó el equipo (si esta información no aparece en los combos desplegados, es posible que sea necesario modificar el archivo providers.txt con los códigos MCC y

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CAPITULO - 4 MNC del país y operador respectivamente, indagando los mismos en Internet o directamente con los operadores (figura 4). 4. Haga click en el “botón” CALCULATE. Los códigos se visualizarán en el sector derecho del programa. 5. Ahora debe ingresar estos códigos en el teléfono, para ello siga la siguiente secuencia: a) Presione: # b) Presione *, varias veces hasta que aparece #p c) Nuevamente presione *, hasta que aparece #pw d) Lo mismo para que quede #pw+ e) A continuación se digita el código de desbloqueo más el número indicado en el código propiamente dicho. En el caso del ejemplo, según lo mostrado en la figura 5 debemos presionar las teclas: 447377475555176+1. f) Para finalizar la operación pulse la tecla #.

Figura 3

Figura 4

Cabe aclarar que, si en el programa que baja de Internet no están los códigos MCC+MNC del operador de su país, en esta misma edición explicamos cómo localizarlos con un buscador de Internet. Liberación por Código con Smart DCT4 Calculator El programa que acabamos de ver sirve para diferentes marcas de teléfonos celulares. Para calcular el código de desbloqueo en los Nokia, puede utilizar el programa SmartDCT4Calc de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave: “saberunlock”. Si desea emplear este utilitario, siga los siguientes pasos: Figura 5

1. Baje el programa de la web. 2. Instale el programa en la computadora. 3. Oprimiendo las teclas *#06# en el teléfono aparecerá el IMEI del mismo, copie todo el número en un papel asegurándose que esté bien. 4. Abra el programa SmartDCT4Calc (instalado en el punto 2). 5. Copie el IMEI en el cuadro: “IMEI Number” sin guiones o espacios. 6. En el cuadro “MCC-MNC” se debe ingresar el código: 72207 si el teléfono se encuentra activado en UNIFON, 21407 si está activado en MOVISTAR y si es-

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TELEFONIA CELULAR tá activado en cualquier otra compañía del mundo, se lo debe buscar por Internet. 7. Oprima el botón “Calculate Unlock Codes”. 8. Apague el teléfono. 9. Quite la carcasa y la batería. 10. Retire la SIM card. 11. Coloque la batería y la carcasa. 12. Encienda el teléfono (si se enciende sin SIM card). 13. Presione la tecla #. 14. Luego presione la tecla *, hasta que aparezca #p. 15. De nuevo presione *, hasta que aparesca #pw. 16. Nuevamente hasta que aparezca #pw+. 17. Digite con el teclado del teléfono el código que apareció en la ventana del programa, comenzando por el primer código que aparece. 18. Una vez terminado de digitar el último número, presione la tecla #. 19. El código finalmente debe quedar asi: #pw+994052227202655+7# (según el ejemplo usado con la pantalla de la figura 6). 20. El celular debe mostrar un mensaje en la pantalla que confirma el desbloqueo. 21. En caso de no funcionar con ese código, debe repetir el proceso descripto, pero esta vez con el código siguiente.

Fig. 6

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22. Si en el tercer intento no funciona el desbloqueo, NO intentar más veces ya que sólo cuenta con 5 intentos antes de que se deshabilite la función de desbloqueo por IMEI.

EJEMPLOS DE DESBLOQUEO CON CLIPS El nombre clip se refiere a los equipos que reparan por medio de hardware y sin necesidad de estar conectado a una PC, como por ejemplo una Box. Nos detendremos en los detalles y funciones que tiene el Clip para Motorola, ya que es el más utilizado por la cantidad de modelos que repara, la velocidad con que trabaja y el segmento del mercado ocupado por la mencionada marca. La operación es realmente simple ya que la única tarea es oprimir un botón y esperar que el desbloqueo se realice en cuestión de segundos. No requiere del uso de PC, o elementos de desensamblado o conocimientos específicos. • Las actualizaciones del Smart-Clip usan el puerto LPT de cualquier PC. El firmware del SmartClip se renovará a través de internet en tiempo real usando un componente ActiveX. • En un futuro este dispositivo permitirá el flasheo (actualización) del firmware del teléfono. La Smart Clip: Este dispositivo profesional nos permite sacar el bloqueo SIM con un solo click, así mismo también resetar el código de bloqueo de usuario (user lock), código de bloqueo de teléfono (phone lock), realizar backup de flash de un teléfono y utilizar esta misma para poder reparar otro teléfono del mismo modelo (generalmente dañado por una mala liberación). Para poder utilizar este clip no es necesario tener conocimiento especial en telefonía celular ya que fué diseñado con el propósito de facilitar su uso. Cada desbloqueo no tardará más de 1 minuto, con lo cual nos permitirá realizar varios desbloqueos en pocos minutos. Smart clip garantiza actualizaciones constantes para los modelos Motorola, que van saliendo al mercado, con lo cual si hay una versión de algún teléfono que no

CAPITULO - 4 es soportado, con el programa de Flash reading (lectura de flash), nos permitirá enviarle nuestra versión de flash no soportada y a Smart-Clip para que desarrollen una actualización para la caja (más adelante explicaremos cómo actualizar dicho clip). Al momento de escribir estas líneas, la caja soporta los siguientes modelos de teléfonos Motorola: A835 A845 A920 A925 A1000 C236 C250 C260 C266 C268 C330 C331 C332 C333 C334 C335 C336 C350 C350L C350V C353 C355V C359V C370 C380 C385 C450 C450L C550 C650 C651 C975 E370 E380 E396 E398 E550 E1000 T280 T280i T720 T720i T721 T722i V60 V60i V66 V66i V70 V80 V150 V151 V180 V220 V300 V303 V400 V500 V505 V525 V525M V535 V545 V550 V551 V600 V620 V980 C115 C116 C155 C156 E365 V171

Modelo C115 1. Encendemos la caja y conectamos el teléfono a la misma, el mismo debe estar apagado. 2. Hacemos click en el botón de unlock, pasados 5 segundos encendemos el teléfono, veremos que las luces de Rx/Tx comenzarán a parpadear. 3. Cuando el led de status vuelve a verde, el teléfono se encuentra correctamente liberado.

Forma de uso: Modelos C3xx / Vxxx 1. Encendemos el clip verificando que se encuentre el led verde de status OK. 2. Encendemos el teléfono sin tarjeta SIM y lo conectamos al clip con su cable correspondiente. 3. Presionamos el botón de unlock que se encuentra en el clip. 4. La luz verde comenzará a titilar, cuando ésta finalice y quede en verde, significará que el teléfono se encuentra liberado, si ésta queda en rojo significa que el teléfono no pudo ser liberado. 5. Atención, el teléfono siempre tiene que tener su batería cargada al igual que el clip, es recomendable que el clip esté alimentado por una fuente.

¿Cómo Funciona el Método de Actualización? Accedemos a la página de Smart-clip y hacemos click en donde dice UPGRADE ZONE o bien por el siguiente link: http://www.smart-clip.com/upgrade.php Conectamos el cable LTP al clip y la alimentación. La página de actualización es bastante novedosa, ya que se realiza a través de la web por componentes ActiveX con lo cual es necesario que tengamos una de las últimas versiones de Internet Explorer, nos aparecerá un cartel de conexión y tendremos que hacer click en aceptar.

Modelo V180 – C650 1. Los pasos a seguir son los mismos que en la serie Cxxx y Vxxx, a diferencia que en estos modelos nos encontraremos que el led nunca para de parpadear y que el teléfono se apaga automáticamente, en ese caso esperamos 3 segundos y lo encendemos manualmente (siempre sin desconectarlo del clip), cuando el led vuelva a verde, el teléfono se encuentra liberado.

Smart nos permite realizar actualizaciones sin ningún tipo de costo alguno, para ello será necesario tener una buena conexión a internet, un cable LTP Bidereccional y que la caja esté alimentada por una fuente de 9V (ya que si se produce el apagado del equipo mientras se está actualizando el mismo, no volverá a encender y se perderá la garantía)

Figura 7

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TELEFONIA CELULAR Un sano consejo es visitar periódicamente el sitio www.smart-clip.com a fin de interiorizarnos sobre nuevas versiones de firmware. Ver figura 7.

En la página web aparece que LTP está conectado a la caja… seleccionamos AUTODETECT, y hacemos click en conectar, en la pantalla negra nos aparece la lectura del NRO serie de la caja y la versión de firmware de la misma. Si la misma no es original, será imposible de actualizarla, en www.skycelulares.com podremos encontrar este equipo original, a un muy buen precio de mercado. En el caso de que tengamos una versión antigua de firmware, presionamos en update, en la parte inferior nos mostrará una barra de progreso de actualización de la misma. Finalizado el mismo… nuestra caja estará actualizada a la última versión disponible.

Figura 9

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SmartMoto Flasher Esta aplicación nos permite realizar varias funciones sobre el teléfono, para poder utilizar este programa es necesario que el clip esté conectado a la PC por medio de un cable LPT (el mismo que se utiliza para actualizar el clip). Figura 8 Podremos realizar backups de Flash (para tener como resguardo y después utilizarlas en teléfonos dañados), obtener información del teléfono a reparar, como por ejemplo versión de flash, IMEI, user code, security code, versión de flex, paquete de idioma, y demás diagnósticos. A continuación les explicaremos cómo utilizar esta aplicación para reparar teléfonos dañados por una mala liberación. Observe la figura 8. Antes que nada debemos realizar la conexión entre el Clip y la PC, ya que sino nunca podremos utilizar la aplicación, en el dibujo se encuentran numerados los pasos a realizar: 1. Seleccionaremos como puerto de conexión (LPT) automático, de esta forma no nos equivocaremos al seleccionar cualquier otro. 2. Presionaremos en conectar, con lo cual se establecerá la comunicación entre la PC y el Clip. 3. Para verificar que la conexión ha sido satisfactoria, verificaremos el nro. de serie de nuestro clip y la versión de firmware del mismo (Vea la figura 9).

Verificación de Conexión del Teléfono y el Clip Al igual que en el paso anterior, debemos ahora conectar el teléfono a nuestro clip y ve-

CAPITULO - 4 rificar mediante el programa que la conexión fue satisfactoria. Haga lo siguiente: 1. Antes que nada seleccionamos el lenguaje en español para facilitarnos el uso. 2. Conectamos el teléfono al clip, y en el programa indicamos que el mismo se conectó por el puerto USB del clip. 3) Hacemos click en buscar, si la conexión es satifactoria veremos en la parte inferior del programa que el teléfono se encuentra conectado. 4. Como a modo de prueba de la lectura de información hacemos click en leer información del teléfono, si nos trae los datos que se indican, ya podemos empezar a realizar el proceso de backup (vea la figura 10). Una vez realizadas todas las conexiones (Clip – PC y Clip – teléfono) ya podremos comenzar a realizar cualquier tipo de tarea dentro de las funciones del programa, en este ejemplo explicaremos cómo realizar un backup y luego volver a instalarlo en el mismo teléfono u otro (siempre que sea el mismo modelo) que se encuentre dañado por una mala liberación (generalmente liberaciones por software). A. Nos paramos en la solapa de Backup y hacemos click en entrar modo flash (nos permite realizar operación de lectura de flash y backup de la misma) B. Hacemos click en Backup Phone, C. Nos pedirá que le informemos en dónde se guardará el archivo de la flash, una vez seleccionada la carpeta veremos que debajo de una barra de progreso comenzará a incrementarse indicando el progreso del proceso. Cuando éste termina, significa que ya podemos utilizar dicho archivo como resguardo o para futuras reparaciones. D. Utilizaremos este botón para indicar la ubicación desde donde queremos restaurarlo. E. A todo esto, si queremos restaurarlo en otro teléfono debemos realizar los pasos de conexión pertinentes.Ya que si directamente conectamos el teléfono dañado… nunca nos lo reconocerá.

Una vez realizados estos pasos hacemos click en restaurar flash del teléfono, nuevamente la barra de progreso comenzará a avanzar y una vez finalizado nuestro teléfono tendrá la misma configuración que la que se realizó con el backup.

EJEMPLOS DE DESBLOQUEO CON BOX UNLOCK Existen diferentes variantes de Unlock Boxes, las mismas siempre funcionan conectadas a la PC, sus principales funciones son de reparación, como por ejemplo, instalar paquete de idiomas, hacer backup de las agendas y contactos telefónicos cargados en el teléfono, usualmente utilizadas por los servicios técnicos oficiales, Los precios suelen ser altos ya que son equipos multifuncionales. Este tipo de equipos abarcan modelos de diferentes marcas, por citar una de las más utilizadas, podemos indicar la “Griffin Box”, que permite desbloquear/reparar equipos de marcas líderes como, Nokia, SonyEricsson, Siemens, Panasonic, etc. Ejemplo de uso del Griffin Box Cabe destacar que para utilizar cualquiera de los softwares incluidos en el Software Kit entregado con la

Figura 10

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TELEFONIA CELULAR caja la Griffin Box, debe estar conectada al puerto LPT de la PC y alimentada (la caja) por una fuente regulada de 7,5 Volt. La Griffin Box nos permite desbloquear los siguientes teléfonos Nokia: DCT3: NAM-1 3610, NAM-2 2100, NHM-2 3410, NHM-3 6250, NHM-5 3310, NHM-6 3330, NHM-9 3350, NPB-1 3390, NPE-3 6210, NPM-5 5510, NSB1 5190, NSB-3 6190, NSB-6 8890, NSB-7 8290, NSE-1 5110, NSE-2 5110i, NSE-3 6110, NSE-5 7110, NSE-6 8810, NSE-8 3210, NSK-1 5130, NSK3 5130, NSM-1 6150, NSM-2 8850, NSM-3 8210, NSM-3D 8250, NSM-4 8855, NSM-5 5210, RAE-2 911. DCT4: NEM-1 3300, NEM-2 3300, NEM-4 N-Gage, NHL-4 7210, NHL-4J 7250, NHL-4JX 7250i, NHL4U 6610, NHL-6 6800,NHM-1 6650, NHM-4 8910, NHM-4NX 8910i, NHM-7 8310, NHM-8 3510, NHM10 3600, NPE-4 6310, NPL-1 6310i, NPL-2 6100, NPL-3 6200, NPM-6 5100, NPM-6X 5100, NPM-9 6510, NSB-8 3595, NSB-9, RH-4 6108, RH-9 3510i, RH-13, RH-19 3100, RH-20 6220 ,NHL-9 6820A,NMM-3 7600, 1100, 3200, 6650, 6100. WD2: NHM-10 3600, NHL-8 3650, NHL-2NA 7650, NHL-10 6600. A fin de desbloquear los teléfonos Nokia debemos instalar la aplicación “Nokia Phoenix” (figura 11). Una

vez ejecutada la misma debemos dar un click en “Detect Phone”: Notemos que cuando cuando iniciamos la aplicación, dentro del cuadro de status nos aparece un “Box ID”, esto se explica diciendo que básicamente el box funciona como una llave “Hardlock” para activar el software. Bien, una vez que dimos “Detect Phone”, en el mencionado cuadro nos aparecerán una serie de datos particulares del teléfono, IMEI, versión de firmware, de chipset del teléfono, etc. Seleccionamos el botón Unlock, el software comprobará que la conexión con el teléfono sea correcta (en el teléfono aparecerá la leyenda “Test Mode”). Luego, opcionalmente podemos dar click en “Special Functions” y seleccionar “Set to Factory Default” para definir los valores de fábrica en el teléfono, o bien “Set user code to default”. Cabe destacar que este software también tiene funciones de flasheo de teléfonos, que no viene al caso explicar. Asimismo, la mencionada Box permite el Unlock de teléfonos Sonyericsson (Algunos modelos), Siemens (idem), Panasonic (idem). Ejemplo de uso de la Box LG Blazer Esta caja está especializada en la liberación de todos los modelos de LG del mercado, incluidos los correspondientes a la tecnología 3G.

Figura 11

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Trabaja conectada a la PC al igual que otras cajas, con lo cual no es un clip como la smart-clip (su tamaño es similar) destinada a teléfonos Motorola y Sendo. Debe ser conectada al puerto LPT de la PC por medio de un cable bidireccional (no incluido en la BOX), macho-hembra DB25. La alimentación del box es suministrada por el puerto USB de la PC otorgando la ventaja de no requerir fuentes o baterías externas. El kit LG Blazer incluye: Caja unlock Cable de alimentación USB 8 cables para toda la línea de celulares LG.

CAPITULO - 4 Continuamente hay actualizaciones de software para esta caja. Los teléfonos soportados son los siguientes: LG C1200 , C1100, L1100, L1150, G650, C3100, New B1300, G7000, W7000, G7020, W7020, G7030, W7030, G5500, G7050, B1300 G1500, G3100 and G7070. 510, 3000, 5200, 5208, 5300, 5300i, 5310, 5400, 7100, 5210, 5220c, 4010, 4011, 4050, C1300, L1100, L1150

lizar prácticamente todos los modelos de SonyEricsson, por ejemplo T106, T226, T616, T630, T637, Z200, Z600, P800 y P900. Podrá liberar, flashear, quitar el código de seguridad, cambiar de idioma y reparar los 4 locks cerrados por una mala liberación en todos los modelos. La pantalla de este programa, cuando lo ejecuta, se muestra en la figura 13. El desbloqueo de los teléfonos SonyEricsson estará ligado, de manera intrínseca, al modelo de teléfono. En

Lee y escribe EEPROM y Flash. Restaura sonido e imagen. Restaura IMEI clonados. Flasheo en alta velocidad Unlock and Lock del celular Para desbloquear un teléfono se debe conectar la caja a la PC, el teléfono a la caja, ejecutar el programa que viene en el CD de la Blazer y hacer click en el ícono “conecting”, deberemos encender el teléfono y clicar sobre “power on phone”, el móvil será reconocido y luego deberemos hacer click sobre “unlock”, unos instantes después el teléfono estará desbloqueado (figura 12).

Figura 12

EJEMPLO DE DESBLOQUEO CON DONGLE El unlock, mediante la utilización de software por llave, no es otra cosa que el uso de un software unlock por cable con el uso adicional de una llave “hardlock” para la ejecución del software. Dongle SonyEricsson DIV Terminator Comentaremos el uso y las características del software que permite ejecutar el “SonyEricsson DIV Term.” El mismo permite desbloquear/actua-

Figura 13

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TELEFONIA CELULAR esos casos podremos realizar un desbloqueo directamente con el software del DIV Terminador o bien realizar sólo la lectura de códigos de bloqueo del teléfono para su posterior ingreso, mediante el menú de Red al cual ingresamos, con <**< en el teléfono (debe estar colocado un chip en el teléfono, usualmente el del operador que bloqueo el teléfono). Funciona con Windows98, WindosXP y Windows Milenium. El cable (dongle) debe conectarse tanto al puerto USB como al puerto paralelo de la computadora, luego debe ejecutar el programa y seguir las instrucciones tal como lo hemos mencionado. Liberación de SonyEricsson por Medio de Servidor Remoto Como mencionáramos, existen “servidores” que permiten la liberación de teléfonos celulares con el pago de créditos, estos créditos pueden pagarse por medio de transferencia bancaria, tarjeta de crédito o giro de divisas. Si compra un crédito (le permite liberar sólo un teléfono) puede costarle unos 10 dólares en un proveedor de España, 8 dólares en un proveedor de EE UU, 12 dólares en un proveedor de Inglaterra, etc. Siempre es sugerible comprar sólo un crédito y cuando uno está seguro que la conectividad de su acceso a Internet es compatible con el uso de los programas que propone este proveedor, entonces se aconseja comprar 30 créditos o más, con lo cual el costo de cada desbloqueo puede reducirse a unos 3 dólares. Cuando decidí “probar” este sistema, opté por un proveedor de España ya que precisaba desbloquear un Sony Ericsson Z520i y no tenía conmigo el cable serial para utilizar un programa que no requiera este sistema; sólo contaba con un cable USB. Ingresé al sitio: www.aggtyvilani.com y navegando por él accedía a su sistema de liberación por pago, obteniendo resultados satisfactorios mediante el uso del programa Total Multiserver para desbloquear el teléfono que mencioné. Ahora bien, en mis clases sobre telefonía celular suelo llevar varios teléfonos para realizar demostraciones prácticas, uno de ellos es un Sony Ericsson T-310, razón por la cual decidí probar el método de desbloqueo por código mediante el “loger Unlocker” que se encuentra en la página:

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www.aggtyvilani.com/telefonos/marcas/sonyericsson/liberando/Loger_SE.asp?id=100 También tuve buenos resultados utilizando el Total Multiserver. Para poder realizar el desbloqueo por este sistema precisamos: Cable de datos del T-28. Tener conexión permanente a Internet. Créditos. Lo primero que deberemos hacer, es ejecutar el programa y poner nuestra clave y contraseña (dada por el proveedor cuando compramos los créditos). Seleccionamos en el Combo Box superior, nuestro modelo de teléfono. Pulsamos el botón ( Unlock ) y seguiremos los pasos que se nos indique en la ventana de progreso. En breves segundos tendremos nuestro terminal libre. Por lo que pude apreciar, es posible liberar casi cualquier Sony Ericsson, de hecho, el Z520i es un modelo reciente. También verifiqué la posibilidad de liberar el teléfono por medio de código y para obtener el número que corresponde al teléfono Sony Ericsson T-310 emplee el NokiaFREE Calculator, coloqué el IMEI del teléfono y obtuve el código de liberación. Importante: Es preciso que sepa utilizar este programa, dado que, de lo contrario, puede obtener resultados erróneos. Lea el archivo de ayuda del programa, descargue la información de uso de internet y seleccione las opciones adecuadas para obtener el código correcto. Para insertar los códigos en un T-300 debe seguir los siguientes pasos: 1) Encienda el teléfono con una tarjeta de otra operadora puesta. El terminal nos dirá que la tarjeta puesta es incorrecta. 2) Le daremos un toque al botón del navegador a la izquierda (A) una vez. 3) Pulse la tecla asterisco (B) dos veces. 4) Vuelva a darle un toque al botón del navegador a la izquierda (A). 5) Pulse la tecla de llamada (C). Con esto ya accederemos al menú de desbloqueo.

CAPITULO - 4 Veremos que en este menú nos indica qué bloqueos están cerrados. Entonces, debe pulsar la tecla de llamada (C) en el bloqueo que esté cerrado y le introduciremos el código correspondiente que antes hallamos con el Free Calculator. Una vez el código puesto, volveremos a pulsar la tecla de llamada (C). Esperaremos a que el terminal tenga cobertura, y lo apagaremos. Con esto tendremos nuestro T-300 libre.

Alcatel 331/332 Alcatel 556/557 Alcatel 155/156 Todos estos equipos son comercializados en Argentina, por lo que la solución se encuentra personalizada para su uso en el mencionado país, lo que no quita que pueda realizar el Unlock de los equipos provenientes de otros países. Los modelos soportados son los siguientes: Alcatel: Series DB (Old Phones) Series 100 Series 300 Series 500 Series 700 Panasonic X60, X66, X200, X300, X400, GD87/GD88 New Nec E-238, E-242, 331-i, 341-i, 342-i Sharp Gx15,Gx20, Gx25, Gx30

Como siempre decimos, la liberación de teléfonos celulares debe ser realizada por personal idóneo y es por eso que constantemente le brindamos información para que se capacite en este tema. El Dongle Alcatel El producto cuenta con un dongle (dispositivo que permite comunicar la PC con otro aparato mediante el puerto paralelo o USB) el cual básicamente es una llave destinada a proteger el soft (licenciado). Esto implica que el usuario ejecute, previo a la utilización del producto, un archivo en su PC el cual en función de la clave de instalación del sistema Windows instalado en la PC del usuario, genera una licencia única e intransferible (sólo podrá ejecutarse en la PC instalada). Asimismo la solución utiliza, en función de los modelos a desbloquear, tres tipos distintos de cables seriales (incluidos en el kit), los cuales son:

Con este dispositivo es posible realizar las siguientes funciones: Unlock / Relock. Reparación de secciones de software dañadas por desbloqueos interrumpidos. Read / Write Full Flash. Read / Write de los Lenguages. Read / Write Tech. Zone para reparaciones de software. La interface puede colocarse en Español/Inglés/Francés. Nota: Eventualmente, el teléfono puede tener un bloqueo de usuario o de teclado, también llamado "phone lock", el cual puede ser quitado fácilmente mediante el siguiente código 83227423.

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TELEFONIA CELULAR ¿Cómo instalo la solución Alcatel Dongle? a) Descargue GetHardwareId.zip o cópielo del CD de instalación y descomprímalo en una carpeta. b) Ejecútelo. Envíe el string generado a “[email protected]” con el número del dongle y el nombre del reseller (skycelulares.com) c) Cuando reciba el fichero de activación, póngalo en la misma carpeta donde copió el resto de los archivos de la solución. Descargue la última versión del soft de las carpetas Updates_Software y póngalos en la misma carpeta. Es todo, ya puede comenzar a desbloquear teléfonos Alcatel. Reparación de software en teléfonos Alcatel. Al desbloquear un teléfono, se realizará una copia de las zonas lock de éste. Para volver a dejar el teléfono como estaba previo a su liberación, simplemente conectamos éste y hacemos click en el botón "Relock" Importante!!! Siempre hacer un backup de la FullFlash del teléfono. El método de reparación es el siguiente: * Descargar de la carpeta /Repairs/ el archivo zip coincidente con nuestra versión y modelo. * Descomprimimos este zip en nuestra carpeta "Repairs". * Conectamos el teléfono y hacemos click en el botón "Rep. Unlock".

COMO APRENDER TELEFONOS CELULARES Quienes hacemos el Club Saber Electrónica hemos preparado tres paquetes educativos de telefonía orientados a diferentes niveles. Un paquete educativo es de “telefonía y teléfonos celulares” y los otros dos son de “telefonía celular”. Uno sólo de los tres paquetes es un curso multimedia. Veamos los tres paquetes y a quienes están dirijidos. a) PAQUETE: PAQUETE: Telefonía Telefonía y Teléfonos Teléfonos Celulares Celulares Es para aficionados o quienes recién comienzan a

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aprender electrónica o que tienen pocos conocimientos del tema; en este paquete se explica la teoría tanto de telefonía celular como de teléfonos “comunes”, a través de textos teóricos, proyectos y presentaciones. - CD: Manuales de Servicio y de Usuario de teléfonos Celulares: Contiene gran cantidad de manuales completos de los principales teléfonos celulares vendidos en América Latina. - CD: Telefonía y Teléfonos Celulares: Posee textos, programas, trucos y gran cantidad de información sobre la teoría de funcionamiento de los teléfonos normales y los celulares. - CD: Todo Telefonía Celular (CD-1156): Material exclusivo para docentes y estudiantes, con presentaciones, prácticas, textos, manuales, programas, utilitarios y archivos. - Libro: Telefonía y Teléfonos Celulares b) Curso de Reparación, Mantenimiento y AcActualización de Teléfonos Teléfonos Celulares Celulares (6 CDs MultiMultimedia) Es un Curso integral de telefonía celular para estuestudiantes y técnicos. técnicos Para estudiar este curso es preciso entender electrónica ya que se dá por entendido que se sabe manejar un multímetro, o que se conocen las leyes básicas de la electrónica. Enseña todo lo que precisa saber sobre telefonía celular en 6 módulos independientes (cada uno en un CD). El curso es multímedia e interactivo y con él se aprenden tanto las tecnologías existentes, la teoría de funcionamiento de la red, el funcionamiento de los móviles, cómo se desarman, cómo se reparan (tanto a nivel hardware como de software), cómo se actualizan, la forma de desbloquearlos, los flasheos, trucos, etc. Posee textos, notas, videos, prácticas, manuales de servicio, diagramas, programas, modelos de cables, circuitos, utilitarios y miles de archivos de aplicaciones. c) DVD de Telefonía Telefonía Celular Se trata de una herramienta para profesionales (NO es curso, es un DVD de datos, no es multimedia, posee herramientas para tareas de reparación, mantenimiento y servicio). Incluye carpetas de datos con más de 180 programas, más de 50000 archivos para telé-

CAPITULO - 4 fonos celulares, textos, cursos en archivos de texto, modelos de cable y todo lo que precisa el profesional para trabajar con teléfonos celulares. A continuación, detallamos el contenido de cada uno de los 6 CDs que forman parte del CURSO DE REPARACION, MANTENIMIENTO Y ACTUALIZACION DE TELEFONOS CELULARES

CD Nº 1: Funcionamiento de un Teléfono Celular: Técnicas de Desarme y Reconocimiento de Partes: Módulo 1 - Aprenda el funcionamiento y Desarme de Celulares 1) Telefonía Celular 2) Conozca los Teléfonos Celulares, Tecnología 3) Funcionamiento del Teléfono 4) Clonación o Desbloqueo 5) CDMA y FSK 6) Desarme y Reconocimiento de Partes Módulo 2 - Notas y Artículos a) Desarme Sony cmd c1 c8 b) Descripción completa Motorola c) Descripción gsm Sony d) Despiece Sony CM-DX1000 e) Despiece Sony cmdj5 f) LG B1200 Módulo 3 - Presentaciones Audiovisuales 1) Definiciones y Tecnologías 2) Qué es CDMA 3) Qué es FDM y TDM -Definiciones y Fundamentos Módulo 4 - Videos Sobre Armado y Reconocimiento de Partes 1) Video Introducción - Cómo realizar este curso multimedia 2) Video Desarmado y armado 3) Video Reconocimiento de partes y componentes del móvil 4) Video Guía de desarme e instalación de partes 5) Video Cambio de carcasa 6) Video Cómo colocar una sim 7) Video V300 desarmado

8) Video Ensamblado 2100 9 a 15) Son 7 videos de armado y desarmado de teléfonos varios. Módulo 5: Manuales de Servicio de Teléfonos Celulares Parte 1 Este CD posee gran cantidad de manuales de servicio (no de usuario) de las siguientes marcas: VK, Sony, Siemens, Sharp, Samsung, Panasonic, Nokia, Motorola, LG, Ericsson, Sony, Sony Ericsson, Alcatel Módulo 6 : Software y Aplicaciones 1) ACDSystems. 2) ACDSee.v6.0.6.PowerPack. 3) WinALL.SPANiSH. 4) EMMI Motorola. 5) Emulador genérico. 6) Emulador Motorola. 7) Cómo configurar GPRS - WAP - MMS. 8) Macromedia. 9) Fireworks.MX.2004.v7.0.288.SPANiSH. 10) Simlock v1.0 (para probar y desbloquear móviles). 11) Suit completa de programas Twister (varios programas para desbloquear y probar celulares). 12) True Sinc (para PALM ).

C2 Nº 2: Reparación y Mantenimiento de Teléfonos Celulares Módulo 1: Aprenda Reparación y Mediciones Básicas en Celulares 1) Funcionamiento del Teléfono. 2) Qué se Precisa para reparar un Móvil. 3) Clonación o Desbloqueo 4) Fallas y Reconocimiento de Partes. 5) Como soldar-desoldar componentes SMD sin herramientas profesionales. 6) Descripción gsm Sony. 7) Equipo para Test de Motorola. 8) Descripción completa Motorola. Módulo 2: Notas y Artículos sobre Fallas y Reparación 1) Guía de fallas y Sony Ericsson 2618

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TELEFONIA CELULAR 2) Reparación por soft Sony cdm. 3) Reparación dongle. 4) Lista de Fallas comunes LG. 5) Guía de prueba y calibración Ericsson. 6) Prueba sony cmd_j5. 7) Ubicación de componentes. 8) Recuperación y soldado comp BGA. 9) Ubicación de componentes Ericsson. 10) Test_point LG B1200. 11) Guía fallas y Sony Ericsson A1018. 12) Guía avanzada de reparación Ericsson. 13) Reparación Samsung mal liberados. 14) Reparación Siemens C55 mal liberados. 15) Reparación Siemens M55 mal liberados. Módulo 3: Presentaciones Audiovisuales 1) El Sistema Móvil Celular, cómo se establecen las llamadas. 2) Diagrama en Bloques de un Móvil. 3) Fundamentos de FDM y TDM. 4) Reparación de Teléfonos Celulares. Módulo 4: Videos sobre Desarme y Reparación de un Móvil 1) Introducción a la Reparación de Teléfonos celulares GSM. 2) Construcción de una pulsera antiestática 3) Cambio de Carcasa de un Móvil. 4) Cambio Módulo Bluetooth. 5) Cómo Colocar una sim. 6) Cómo Proteger la carcasa. 7) Cómo proteger la pantalla interior. 8) Cómo revivir un Móvil. 9) Conexión de Bluetooth con PC. 10) Guía de Desarme e Instalación. 11) El Menú Motorola V220, V555. Módulo 5 - Programas, Cables y Bases de Datos para el Service ToolBox, Alcatel Magic 6324, Siemens_s45_explorer, Siemens_a55_unlocker, Siemenes_ksie2.zip, Sharp user security code, Sharp tools13, Samsung v2xxv unlocker , Samsung_unlocker 2, Sagem Code Reader101, PST 581, Phillips_maker_v3.3_by_bartek, Philips tool by Gsm Hardware, Philips_savvy_universal_tools_v2.0,

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Philips_savvy_and_ozeo, Philips_delok_hex, Passo35, Panasonic_gd-67-87_unlocker, Optiflash_3_5_2, Opm215, Nokia_tool_by_rollis_17b, Mt50, Gd 67 unlock, Gd 55 Flash, Div 82 cracked, Div 81 cracked, Div 80 cracke, , Div 62 cracked, Dct 4 calculator_1.2, Dct 4 calculator.zip, Csm 35, Cliente new 25, Cliente 25, Bfwin 75, Angel GSM, Atr Serv 53, Allbe, Alcatel bg3 flash reader, Alcatel 23 by gsm now, A50_Tool, Zee Siemens G3, WI105P100_SVC, VK-Mobile, VK-Mobile_MDL_VG100, VBSKFREE, Philips_ozeo_xenium_unlocker, Unlock_t110, Ultimate Calculator, UST56_Samsung, T400T410_unlock, T29r520, T20a2628kacak, T191_Kima, SonyEricsson_DIV_USB_v19_terminator, Smart Nokia DCT 3InfoReaderv1, Siemens_v_klay_setup, Siemens-Publick42, Siemens SL45, Rev8Nopass, Oxygen_Phone_Manager_Symbian, MobiMB_v127, MitsWrkShp2, LoggerPanasonic, Logger y Calculator, I105E700_SVC, GX-10free, Alcatel Magic 6222, DIVusb Sony , Bf3 Reviver1_05, Alcatel_Repair, Alcatel Magic, AWS5lite, Sony_wall_tool, Alcatel Magic 6322, ATX, Sagem 810 unlock Módulo 6: Manuales de Servicio de Teléfonos Celulares Parte 2 Gran cantidad de manuales de servicio (no son manuales de usuario) de las siguientes marcas: Alcatel, VG, Sony, Sharp, Samsung, Panasonic, Nokia, Motorola, LG, Ericsson, etc. Módulo 7: Modelos y Esquemas de Cables de Programación y Datos Se detallan gran cantidad de modelos de cables con sus respectivos diagramas de conexión (por razones de espacio no los detallamos a todos pero puede consultar nuestra web para más información). CD Nº 3: Desbloqueo - Liberación de Teléfonos Celulares Módulo 1: Aprenda a Desbloquear Celulares 1) El IMEI y Mucho más. 2) Generalidades sobre Desbloqueo. 3) Cómo Desbloquear Teléfonos Móviles. 4) Liberación de Celulares en A. Latina.

CAPITULO - 4 5) 6) 7) 8)

Desbloqueo con Dongle. Liberación por Clips. Liberación por Logs y Software. Uso de la Smart Clip.

Módulo 2: Notas y Artículos 1) Liberación V300 con Smart Unlocker. 2) Desbloqueo Samsung. 3) Liberación de SonyEricsson. 4) Desbloqueo y Programación 1. 5) Uso de la Box Blazer. 6) LG y Trucos Varios. 7) Desbloqueo Siemens A56. 8) Desbloqueo y Programación 2. 9) Trucos para Teléfonos Celulares. 10) Liberación Siemens con SST. 11) Liberación LG y SonyEricsson. 12) Primeros Trucos para Celulares. 13) Desbloqueo y Programación 3. 14) Desbloqueo SonyEricsson. 15) Desbloqueo con Smart. Módulo 3: Pasos Genéricos de Liberación para las Diferentes Marcas 1) Liberando Alcatel. 2) Liberando Ericsson. 3) Liberando Panasonic. 4) Liberando Siemens. 5) Liberando Nokia. 6) Liberando Samsung. Módulo 4: Presentaciones Audiovisuales 1) Desbloqueo de Celulares. 2) Flasheo y desbloqueo, diferencias, qué hacer y qué no. 3) Lo que debe saber para ganar dinero. 4) Diferentes Métodos de Desbloqueo. Módulo 5: Videos sobre Desbloqueo 1) Introducción: Cómo se debe desbloquear un Mó-

Módulo 6: Trucos para las Diferentes Marcas de Celulares 1) Trucos ERICSSON. 2) Trucos PANASONIC. 3) Trucos ALCATEL. 4) Trucos SAMSUNG. 5) Trucos SIEMENS. 6) Trucos NOKIA. 7) Trucos PHILIPS. 8) Trucos MOTOROLA. Módulo 7: Modelos y Esquemas de Cables de Programación y Datos Se detallan gran cantidad de modelos de cables con sus respectivos diagramas de conexión (por razones de espacio no los detallamos a todos pero puede consultar nuestra web para más información). Módulo 8: Software para Liberación y más 1) MSS. 2) PST_6.7_GENERAL. 3) Liberacion y Flasheo SonyEricsson. 4) Set para Trabajar con Celulares. 5) Drivers USB - p2kman. 6) SST. 7) Bluetooth Software. 8) Unlook Motorola. 9) p2kman español. 10) p2kman. 11) Siemens Todos. 12) Calculador. 13) Solución C200. 14) Programa para cortar MP3. 15) Flasheo Sony Ericson y otros. 16) PST. 17) JADgen y JAD Maker. 18) CD Ericsson DIV. 19) Calculador NOKIA. 20) JetAudio v6.06. 21) Todos Samsung.

vil. 2) 3) 4) 5)

Desbloqueo Desbloqueo Desbloqueo Desbloqueo

de de de de

Motorola C115. Motorola V300. Motorola E380. Siemens A56.

Nota: Parte de este software posee licencia de uso, otros fueron tomados de Internet y colocados en este CD para fines de investigación y desarrollo y no nos hacemos responsables del uso indebido que se les dé.

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TELEFONIA CELULAR Como puede apreciar, el contenido de cada CD es bastante amplio y detallarlo en su totalidad requiere de muchas páginas. A los efectos de minimizar el espacio de este artículo, a continuación sólo mencionaremos los módulos que contienen los CDs 4, 5 y 6 de esta serie. Si Ud. desea más información puede dirigirse a nuestra web o enviarnos un mail a: [email protected] Con gusto le enviaremos toda la información que usted precise y demos de cada uno de los CD para que pueda evaluar su contenido.

CD Nº 4: Flasheo y Actualización de Teléfonos Móviles

CD Nº 6 Ocio y Entretenimiento con Teléfonos Celulares: Juegos, Música, Internet y Mucho más. Módulo 1: Aprenda a Divertirse con su Teléfono Celular. Módulo 2: Selección de Montajes y Artículos de Telefonía. Módulo 3: Presentaciones Audiovisuales. Módulo 4: Video “Entreténgase con su Teléfono Celular”. Módulo 5: Software y Cables. Módulo 6: Archivos, Utilitarios, Juegos, Sonidos, etc. ****************************************

Módulo 1: Aprenda a Programar su Teléfono CeluDVD PARA PARA TÉCNICOS Y PROFESIONALES

lar. Módulo 2: Textos y Guías para Actualizar Móviles. Módulo 3: Presentaciones Audiovisuales. Módulo 4: Videos sobre Flasheo y Programación. Módulos 5: Archivos para Flasheo y Actualización. Módulo 6: Software para Actualización y Flasheo. Módulo 7: Modelos y Esquemas de Cables de Programación y Datos. Módulo 8: Canciones y Ringtones.

CD Nº 5 Copia de Archivos y Traspaso de Datos en Telefonía Celular Módulo 1: Aprenda a Copiar y Transmitir Datos con su Móvil. Módulo 2: Selección de Montajes. Módulo 3: Presentaciones Audiovisuales. Módulo 4: Modelos y Esquemas de Cables de Programación y Datos. Módulo 5: Archivos, Música MP3, Ringtons, Juegos, etc. Módulo 6: Archivos, Música MP3, Ringtons, Juegos, etc. Módulo 7: Software para Carga y Transmisión de Archivos.

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Como ya dijimos, el DVD es para profesionales y posee todas las herramientas necesarias para trabajar en el desarme, mantenimiento, desbloqueo, programación y liberación de celulares. Se trata de un DVD de datos, con más de 3GB de información, indispensable para quienes se dedican a la reparación y liberación de celulares. Contiene textos, videos, programas, utilitarios, manuales de servicio y “archivos” para aprender cómo funciona la telefonía celular, las diferentes tecnologías, las bandas de operación, los alcances y el potencial de los celulares. Enseña a programar programar en java, htm y assembler. assembler Posee libros y notas de aplicación para que aprenda a flashear y flexar móviles, “recortar” y cargar juegos, salvapantallas, música, ringtons, liberar memoria, cambiar datos de usuarios y todo lo relacionado con la operatividad de los celulares. Indica qué significa clonar y qué es preciso tener en cuenta para hacerlo, sin embargo, se deja muy en claro que dicha técnica constituye un delito y que la empresa no avala prácticas de piratería. Esta información se da con fines de investigación y desarrollo y sólo acceden a esta información aquellos que estudien los textos que se incluyen en el DVD.

CAPITULO - 4 Un tema importante a tener en cuenta, es que se dan los programas para liberar y trabajar con teléfonos celulares de diferentes marcas, tales como: Motorola, Nokia, Sony Ericsson, Samsung, etc.

Tiene más de 2600 archivos (tenga en cuenta que muchos son tomados de Internet con fines didácticos y que debería solicitar permiso al fabricante para poder utilizarlos).

Importante: El DVD posee, además de cursos y aplicaciones, abundante material tomado de Internet y de diversas fuentes complementarias que sólo se colocan con fines de Investigación y Desarrollo. Editorial Quark SRL no puede autorizar la instalación de ciertos programas sin consentimiento de sus autores o propietarios y repudia todo acto de piratería. Lea atentamente las condiciones de Uso del DVD, para no quedar expuesto a actos de vandalismo. En términos generales, el contenido del DVD es el siguiente:

5) Melodías: Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para cargar melodías en diferentes formatos (incluso mp3). Tiene más de 1600 archivos de melodías.

1) Textos y Libros: 1.a) Manual de Java en Español. 1.b) Manual para Aprender Multimedia. 1.c) Manual Técnico para Desarrolladores. 1.d) Libro Telefonía Proyectos. 1.e) Libro Comunicaciones. 1.f) Libro Telefonía Celular, Carga, Trucos y Desbloqueo. 2) Actualización de Flash: Notas y archivos para optimizar celulares y actualizar los sistemas operativos de los teléfonos. El flasheo permite que un modelo de una marca de celular pueda ser “actualizado” (mejorado), para que tenga las características de un modelo superior. Se incluyen programas para flashear (muchos son tomados de Internet con fines didácticos y que debería solicitar permiso al fabricante para poder utilizarlos). 3) Fondos Animados: Más de 7500 archivos de fondos animados de diferentes categorías, que pueden ser cargados en teléfonos celulares. 4) Juegos: Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para “preparar” un teléfono para cargar juegos (y programas para hacerlo).

6) Mensajes Grabados: También se incluyen archivos de mensajes que puede emplear para su contestador telefónico u otras aplicaciones. 7) Modelos de Cables: Este DVD posee archivos de circuitos para construir cables que permitan conectar un teléfono a la computadora. También se dan sitios de Internet para que pueda realizar búsquedas en caso que no esté el modelo que Ud. precisa. 8) Presentaciones en Power Point: Presentaciones en Power Point, de diferentes seminarios y cursos de tecnologías, funcionamiento, reparación, flasheo y desbloqueo de teléfonos celulares. 9) Programas Contiene programas y utilitarios que permiten trabajar con teléfonos celulares para realizar diferentes funciones con equipos de distintas marcas. Son más de 40 programas listos para ser instalados. Nokia Free Calculador, Sony Ericsson, Siemens Tools, SCD Systems, Bluetooth Software, Cable Drivers, Calculators, Conversión a Windows, P2Kman, MobilePhone, Cutters, MP3, Waps, MSS, Players, PST, Simlock, SST, etc. 10) Ringtons: Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para “preparar” un teléfono para cargar ringtons (y programas para hacerlo). Tiene más de 20.000 archivos (tenga en cuenta que

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TELEFONIA CELULAR muchos son tomados de Internet con fines didácticos y que debería solicitar permiso al fabricante para poder utilizarlos). 11) Salvapantallas Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para “preparar” un teléfono para cargar salvapantallas - screensavers (y programas para hacerlo). Tiene más de 300 archivos (tenga en cuenta que muchos son tomados de Internet con fines didácticos y que debería solicitar permiso al fabricante para poder utilizarlos). 12) Set para Trabajar con Celulares: Aprenda a trabajar paso a paso con teléfonos celulares mediante un sistema que incluye textos y programas para diferentes aplicaciones.

Por ejemplo para el teléfono Sagem más comercializado en la Argentina (myX-1) sólo hace falta seleccionar el mencionado modelo, tildar la opción Read Code y dar click en “Do Job”. Siga los siguientes pasos: 1) Ejecute el programa Sagem S_CDR_v10. 2) Seleccione en el campo Device Port el puerto LPT donde se encuentra conectado la llave o dongle, que permitirá activar el soft, S_CDR_v10.exe (existen diferentes versiones de este soft pero la más apropiada para Unlock de teléfonos GSM comercializados en Argentina es esta versión), incluído en el kit. 3) Seleccione el modelo, tilde la opción Read Code. 4) Haga click en “Do Job”.

13) Utilitarios y Videos: Contiene diferentes aplicaciones y videos para aprender a flashear, desarmar teléfonos, aprender a reparar, etc. 14) Manuales y Fotos: Manuales de servicio completos y fotografías de teléfonos celulares usados en América Latina. Tenga en cuenta que tanto el Curso (para los estudiantes y técnicos que deseen aprender a trabajar con teléfonos celulares) como el DVD (que posee herramientas para trabajar) poseen aplicaciones y programas que deben instalarse con la computadora conectada a Internet, y que le solicitará el número de serie del producto, impreso en el holograma que brinda autenticidad a cada disco. También le solicitará sus datos, para que cuando quiera instalar el producto en otra computadora pueda hacerlo sin problemas (repitiendo los datos que colocó en la primera instalación).

LIBERACION DE TELEFONOS SAGEM El uso de esta solución, en materia de software, es sumamente fácil y sencilla.

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En términos de Hardware la operación tiene sus particularidades, ya que cada una de las placas incluídas en el kit deben apoyarse previamente en el conector de servicio del teléfono, el cual se encuentra debajo de la carcasa (obviamente será indispensable el despiece mínímo del equipo). Una cuestión importante a considerar, es que dicho dongles o llaves de activación de software tienen como medida de protección (algo que en cuanto a calidad del producto genera muchos problemas) el hecho es que luego de 3 liberaciones, el soft tiene que ser reinstalado de la siguiente manera: 1) Copiar el soft nuevamente en OTRA CARPETA.

Figura 14

CAPITULO - 4 2) Copiar el archivo de flash 5860550C.upd incluído en el CD. 3) Conectar el cable USB, el dongle LPT. 4) Ejecutar S_CDR_v10.exe. Ver figura 14.

Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

El Dongle ha sido actualizado. El archivo 5860550C.upd será borrado del disco automáticamente.

LIBERACION DEL TELEFONO SONYERICSSON K300 Se emplea el software USB-Smart SEMC Tool que puede bajar del link indicado en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable Crusier 4 en 1, que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Por último, precisa los drivers del teléfono que puede bajar de la página www.SonyEricsson.com. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente:

Figura 15

Figura 16

1) Conecte el cable al teléfono y la PC, encienda el télefono e instale los drivers. El móvil debe estar sin el chip (SIM). 2) Ejecute el programa USB-Smart SEMC Toll y aparecerá la pantalla de la figura 15. Seleccione el teléfono, el tipo de cable, la mínima velocidad de transmisión y el puerto donde está conectado el teléfono (figura 16). Seleccione la casillaClear SP Locks y la ventana Unlock y haga click sobre el botón DO CHEAP SHIT USB JOB.

Figura 17

3) El programa detectará el terminal y comenzará la transmisión de datos para la liberación del móvil (figura 17). 4) El teléfono queda liberado en pocos segundos, presentándose una pantalla como la mostrada en la figura 18. Figura 18 Recuerde: La batería debe estar bien cargada.

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TELEFONIA CELULAR LIBERACION DEL TELEFONO MOTOROLA V300

Figura 21

Se emplea la caja Smart Clip Unlocker y se siguen los siguientes pasos: 1) Se conecta un extremo del cable apropiado, de los provistos con la SMART al puerto USB de la caja y el otro extremo al teléfono celular. 2) Se conecta la batería de 9V a la Smart. Se encenderán los dos leds superiores. Figura 19 Figura 22

Figura 20

3) Se enciende el teléfono y se espera a que éste se inicialice (se aconseja que el teléfono no tenga el chip colocado) 4) Se pulsa el botón de inicio de la Smart y de inmediato se observa que comienza a titilar el led de “desbloqueo” de la caja. La pantalla del teléfono puede ponerse negra y en ocasiones aparece un diálogo en ella que indica que se está procediendo a la liberación de la unidad. El período de desbloqueo puede durar desde algunos segundos hasta un par de minutos. Una vez que se ha completado la liberación, el led de desbloqueo se pone verde. En caso de que se encienda con la luz roja, la liberación no ha sido realizada con éxito y se deben repetir todos los pasos antes mencionados. Vea las figuras 18 a 22.

LIBERACION DE TELEFONOS LG Para poder desbloquear teléfonos de esta marca precisaremos:

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CAPITULO - 4 Software “Unlock LG Phones”. Cable USB para telefonos LG. Driver USB-to-Serial. Los modelos soportados por este software son:

Figura 23

LIBERACION DEL TELEFONO SIEMENS S65

Para proceder al desbloqueo de un teléfono de esta serie, ejecute el programa y siga los siguientes pasos: 1 - Seleccionamos el puerto COM donde el teléfono esta conectado (cable ofrecido por skycelulares.com) 2 - Verificamos en el Sistema operativo Windows, la velocidad del puerto COM que corresponda con la del programa (vea la figura 23). 3 - Seleccionamos el modelo, el más común del mercado Latino es el LG 4015 (seleccionaremos el 4010 que es el modelo similar) 4 - Una vez seleccionado el puerto, la velocidad y el modelo de teléfono, conectamos el cable al celular con el mismo apagado, seleccionamos “connect” en el programa y encendemos el teléfono cuando nos lo indica el programa. 5 - Veremos que el programa nos habilita el botón de unlock que es el que utilizaremos para liberar nuestro teléfono, esperamos 5 segundos... y ¡listo!

Se emplea el software Siemens x65 Re/Unlocker que puede bajar de nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable unlock Siemens c55, s55, a55 que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente: 1) Con el teléfono prendido y sin SIM conecte el cable.

Figura 24

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TELEFONIA CELULAR en unos segundos el proceso habrá terminado, apareciendo una imagen como la mostrada en la figura 27, que indica que la unidad fué liberada (unlocker) con éxito.

Figura 25

Recuerde: La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

LIBERACION DEL TELEFONO MOTOROLA V200 Figura 26

Figura 27

Se emplea el software Motorola C200 Flasher/Unlocker que puede bajar del link indicado en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable de programación del teléfono, que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. La forma de liberar este teléfono por software es de por sí simple – siempre dependiendo del programa a

2) Ejecute el programa (figura 24). 3) Seleccione la casilla Unlock y haga click sobre el botón Do JOBS. El programa detectará el móvil y aparecerá el mensaje de la figura 25. Figura 28

4) Haga click sobre YES. 5) Se abrirá la ventana de la figura 26, donde se le pedirá que pulse la tecla de encendido del teléfono. 6) Al pulsar la tecla de encendido del celular que se está liberando, habrá un intercambio de datos entre el móvil y la PC y

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Figura 29

CAPITULO - 4 utilizar –. En este caso simplemente tendremos que hacer click en unlock y listo, también podremos resetear el código de seguridad del teléfono, llegado el caso de que el usuario del teléfono le pusiese un código de bloqueo al mismo, lo podremos dejar en su valor por defecto (1234), vea la figura 28. Estas 2 funciones son las más comunes a realizar en los teléfonos celulares, y debe considerar: • Cable unlock Motorola C200 • La batería del teléfono tiene que estar bien cargada

1) Se conecta el extremo serial del cable al puerto RS232 de la computadora y el otro extremo al teléfono. 2) Se ejecuta el programa y se selecciona la opción correspondiente al modelo a liberar. 3) Se hace click sobre el botón UNLOCK. En la barra inferior del programa aparece la indicación que debemos encender el teléfono (Power ON). 4) Encendemos el teléfono y observamos que comienza el diálogo entre la computadora y el celular. Primero el programa lee la memoria y al finalizar este Figura 30

• Nunca desconectar el teléfono del cable mientras se realiza el procedimiento de liberación. 1. En primera instancia, es necesario seleccionar el puerto COM de la PC en donde se encuentra conectado el cable. 2. El teléfono debe estar apagado y sin tarjeta SIM. 3. Hacemos click en Unlock, la pantalla negra nos pedirá que encendamos el teléfono, pasan 5 segundos. LISTO!!! Para resetear el código de bloqueo del teléfono, simplemente hay que seleccionar en RESET PHONE CODE, hacer click en Do SELECTED JOB, nos pedirá que encendamos el teléfono, 5 segundos. Listo!!!! (Ver figura 29).


Figura 31

LIBERACION DEL TELEFONO SIEMENS A56 Se emplea el programa SST Service ToolBox y el cable de programación serial del teléfono Siemens A56. Se siguen los siguientes pasos:

Figura 32

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TELEFONIA CELULAR leccione la casillaClear SP Locks y la ventana Unlock y haga click sobre el botón DO CHEAP SHIT USB JOB. 3) El programa detectará el terminal y comenzará la transmisión de datos para la liberación del móvil (figura 35). 4) El teléfono queda liberado en pocos segundos, presentándose una pantalla como la mostrada en la figura 36. Figura 33

proceso muestra el número de IMEI en el cuadro correspondiente (parte superior derecha del programa). Acto seguido, comienza a escribir el código de liberación, denotando esta acción en la barra inferior del programa (Writing Simlock). 5) Una vez que finaliza la operación, si el teléfono fué liberado exitosamente, en la parte inferior del programa aparecerá la inscripción: “Phone Unlocked” indicando que la unidad ha sido liberada. Vea las figuras 30 a 33.

Recuerde: La batería debe estar bien cargada.

Figura 34

LIBERACION DEL TELEFONO SONY ERICSSON T610/616 Se emplea el software USB-Smart SEMC Tool que puede bajar del link indicado en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable Crusier 4 en 1, que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Por último, precisa los drivers del teléfono que puede bajar de la página www.SonyEricsson.com. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente:

Figura 35

1) Conecte el cable al teléfono y la PC, encienda el télefono e instale los drivers. El móvil debe estar sin el chip (SIM) y apagado. 2) Ejecute el programa USB-Smart SEMC Toll y aparecerá la pantalla de la figura 34. Seleccione el teléfono, el tipo de cable, la mínima velocidad de transmisión y el puerto donde está conectado el teléfono , también la interfaz Cruiser 4 in 1. Se-

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Figura 36

CAPITULO - 4 Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

LIBERACION DEL TELEFONO VITEL TSM500

Figura 37

Se emplea el software Activesync & XDA2unlock que puede bajar de nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable de sincronización (generalmente viene con el teléfono) que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente: 1) Instale el programa Activesync en la PC y ejecútelo (figura 37). Figura 38

2) Encienda el móvil con una tarjeta SIM colocada y conéctelo al cable de sincronización. 3) El programa reconocerá al teléfono. Si le pregunta cómo dar de alta el PDA, elija la opción “conectar como invitado” (figura 38). 4) Con el móvil en sincronismo, instale en la computadora la aplicación XDA2unlock.exe (viene con el programa), figura 39. 5) Una vez ejecutado el programa, el móvil se liberará en pocos segundos. Recuerde: La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

Figura 39

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TELEFONIA CELULAR marlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente:

LIBERACION DEL TELEFONO NOKIA 2100

Se emplea el software Eeprom Tools by B-phreaks v.3.1 que puede bajar del link indicado en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable F/Mbus Nokia 5210, 2100, 8210, 8250, 8850 & 8890 que puede comprar en casas especializadas o ar-

1) Instale el programa en su computadora (figura 40). Asegúrese de seleccionar el puerto correcto al que está conectado el cable que une al teléfono para realizar transmisión de datos.

Figura 40

2) Conecte el cable al teléfono celular y encienda el móvil. El teléfono debe estar sin tarjeta SIM. 3) Ejecute el programa y haga click en el botón que tiene un candado. 4) El programa detectará al móvil y comenzará a leer sus datos, luego lo reiniciará escribiendo datos sobre él para liberarlo. Esta operación durará unos cuantos segundos y... ¡listo! (figura 41). 5) Si no logró que el móvil quede desbloqueado, repita la operación luego de reiniciar la computadora.

Figura 41


LIBERACION DEL TELEFONO SIEMENS S40 Se emplea el software Siemens Unlock v.5.1 que puede bajar desde un link que encuentra en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable unlock Siemens x25, C28, M50 que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs.

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CAPITULO - 4 Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente: 1) Con el teléfono apagado y sin SIM conecte el cable. 2) Ejecute el programa. 3) Seleccione el tipo de celular (figura 42), en este caso el S40. 4) Haga click en Segurity y luego UNLOCK/Change IMEI. Por último, haga click en el ícono UNLOCK (figura 43). 5) El programa le pedirá que presione la tecla de encendido del teléfono; una vez que lo haga comenzará un intercambio de datos entre el teléfono y la computadora que dura algunos segundos.

Figura 42

6) Una vez que el móvil haya sido liberado, sobre la pantalla de la PC aparecerá la palabra “O.K.”. Tenga en cuenta que puede tener el programa en varios idiomas y que por Internet existen versiones “crackeadas”, cuyo uso constituye un delito.


Figura 43

LIBERACION DEL TELEFONO SIEMENS C55/SL55 Se emplea el programa X55 Unlocking y el cable de programación serial del teléfono Siemens SL55. Con esta aplicación podremos liberar varios modelos, a continuación explicaremos cómo liberar el modelo C55, ya que los pasos para los demás modelos son similares, considerar: • Cable unlock Siemens SL55.

Figura 44

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TELEFONIA CELULAR

Figura 45

Figura 46

Figura 47

2. Haga click en configuration (vea la figura 46). 1. Seleccione el puerto en donde se encuentra conectado el cable y haga click en New Phones, luego haga click en OK. 2. Haga click en unlocking, nos abrirá una ventana donde seleccionaremos “Direct Unlock no map is saved” (figura 47). 3. Haga click en Use Original IMEI, el programa pasará a la pantalla inicial, nos pedirá que encendamos el teléfono, pasados unos 10 segundos, en la pantalla del programa nos mostrará el proceso de desbloqueo finalizado. Recuerde: La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

LIBERACION DEL TELEFONO SONY ERICSSON Z600

• La batería del teléfono tiene que estar bien cargada. • Nunca desconectar el teléfono del cable mientras se realiza el procedimiento de liberación. • El teléfono se debe encontrar sin tarjeta SIM. 1. Seleccionar el teléfono que queremos desbloquear – Ej. C55 – figura 45.

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Se emplea el software USB-Smart SEMC Tool que puede bajar del link indicado en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable Crusier 4 en 1, que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Por último, precisa los drivers del teléfono que puede bajar de la página www.SonyEricsson.com. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente: 1) Conecte el cable al teléfono y la PC, encienda el

CAPITULO - 4 télefono e instale los drivers. El móvil debe estar sin el chip (SIM) y apagado. 2) Ejecute el programa USB-Smart SEMC Toll y aparecerá la pantalla de la figura 48. Seleccione el teléfono, el tipo de cable, la mínima velocidad de transmisión y el puerto donde está conectado el teléfono, también la interfaz Cruiser 4 in 1. Seleccione la casillaClear SP Locks y la ventana Unlock y haga click sobre el botón DO CHEAP SHIT USB JOB. Figura 48

3) El programa detectará el terminal y comenzará la transmisión de datos para la liberación del móvil (figura 49). 4) El teléfono queda liberado en pocos segundos, presentándose una pantalla como la mostrada en la figura 50. Recuerde: La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

Figura 49

LIBERACION DEL TELEFONO SAMSUNG E310/E317/ A400/A300, ETC. Se emplea el software UST Pro 6.0 que puede bajar del link indicado en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable unlock Samsung SGH A300, A400, C100, E310 & S300 que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente:

Figura 50

1) Conecte el cable al teléfono y la PC, el

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TELEFONIA CELULAR teléfono debe estar sin la tarjeta SIM y encendido. 2) Ejecute el programa UST Pro 6.0. 3) En Type elija Agere, en Model elija E30x, en Job elija Unlock (figura 51). 4) Presione el botón “Make Job!”, el programa detectará automáticamente al teléfono celular y comenzará a liberarlo (figura 52). Figura 51

5) A los pocos segundos el teléfono estará liberado. Recuerde: La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora.

LIBERACION DEL TELEFONO ALCATEL SERIE OT (HAREMOS EL EJEMPLO CON EL OT 320)

Figura 52

Se emplea el software Alcatel XG1 Unlocker v.1.0 que puede bajar desde un link que encuentra en nuestra web con la clave “saberunlock”. También se precisa el cable unlock “unlock Alcatel OT320” que puede comprar en casas especializadas o armarlo en base a los esquemas que se publican en nuestros CDs. Para proceder al desbloqueo haga lo siguiente: 1) Con el teléfono apagado y sin SIM conecte el cable. Figura 53

2) Ejecute el programa Alcatel XG1 Unlocker v.1.0. (figura 54).

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CAPITULO - 4

Figura 54

Figura 55

5) Apague el teléfono, colóquele una tarjeta SIM, 3) Presione el botón CONNECT y a continuación pulse la tecla de encendido del teléfono celular, verá la forma en que el programa lee los datos del teléfono y “determina el código de desbloqueo”. 4) Cuando termina el intercambio de datos aparece, en la pantalla, el código de desbloqueo junto con una serie de datos.

vuelva a encenderlo e introduzca con el teclado del teléfono, el código de desbloqueo (Network code). Recuerde: La batería debe estar bien cargada. Asegúrese de utilizar el programa correcto. Asegúrese de que el cable esté bien conectado y nunca lo desconecte mientras hay intercambio de datos con la computadora. ******

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EDITORIAL esde que comenzamos a explicar cómo se debe realizar el servicio a los teléfonos celulares, dijimos que el principal problema con que se encuentra el técnico es la falta de información. La mayoría de personas dedicadas al mantenimiento y la reparación de móviles, además, carecen de formación teórica que les permita comprender qué está haciendo cuando usa una cajita de liberación que normalmente paga fortunas (cualquier caja como la smart, red box, tornado, dongles, etc. las cobran más de 300 dólares). Lo que muchas veces se desconoce es que todos los teléfonos celulares deben ser implícitamente iguales ya que todos pueden comunicarse entre sí por medio de la red de telefonía celular y, por más que cambie la tecnología (CDMA y GSM, por ejemplo) lo que distingue a los móviles entre sí es la cantidad de tareas adicionales a la comunicación que cada uno hace (sacar fotos, reproducir videos, comunicarse a Internet, ejecutar juegos, reproducir música, etc.).

D

La liberación de un teléfono celular para permitir que el móvil GSM pueda reconocer a un chip de cualquier compañía debe ser entonces, muy similar para cualquier celular. La liberación consiste en quitar un candado que las empresas operadoras colocan en una posición de la memoria de usuario y para ello muchos programadores realizan aplicaciones (programas) para escribir los datos en dicha memoria que permitan quitar el mencionado candado. El esquema es similar al que los electrónicos empleamos para programar a un microcontrolador. Por un lado necesitamos conectar al micro con la computadora y para ello, se usan tarjetas programadoras o bien se arman cables de conexión para comunicar al microcontrolador con un puerto de la computadora. Luego es necesario un programa que permita cargar un archivo en la memoria del microcontrolador. En un teléfono celular ocurre lo mismo, ya que dicho aparato posee en su interior un microcontrolador que se encarga de supervisar y realizar “todas las tareas” que deba ejecutar el dispositivo. Los microcontroladores poseen puertos de comunicaciones para conectarse con otros elementos. Con los teléfonos ocurre lo mismo: “todos los teléfonos se pueden comunicar a través de protocolo RS232, o MBus o FBus”. En el protocolo RS232 se emplean tres cables: TX, RX y GND y la velocidad de transmisión es relativamente baja (es normal una velocidad de 9600 baudios). El protocolo RS232 es el que maneja el puerto serie o puerto COM de la computadora. En MBus y FBus se emplean 4 cables, típicamente los mismos que en RS232 pero que se llaman de diferente forma más un cuarto hilo que lleva tensión. En estos protocolos se puede enviar datos a mayor velocidad; en MBus típicamente 10MB y en FBus 100MB. MBus y FBus son los protocolos que maneja el puerto USB de la computadora (MBus equivalente a USB 1.1 y FBus equivalente a USB 2.0).

1

Los teléfonos celulares que se conectan al puerto USB de la computadora para intercambiar archivos, deben emplear programas que comuniquen a dicho teléfono a través del puerto USB y para su ejecución normalmente se precisa la instalación de un driver para comunicar al teléfono con la PC. Los móviles que se conectan por RS232 en cambio, normalmente no requieren la instalación de drivers, ya que los programas realizan el intercambio de datos a través de los tres hilos (TX, RX y GND). Es por este motivo que siempre recomiendo a los principiantes que traten de realizar experiencias de mantenimiento de celulares utilizando conexión serial o RS232 y, para ello, es preciso contar con programas que comuniquen a la PC y al teléfono por un puerto COM. Ahora bien, los teléfonos celulares manejan diferentes niveles que la computadora para comunicarse a través de RS232, razón por la cual es preciso un “adaptador de niveles”. La caja de trabajo RS232 que tomamos como base para el desarrollo de esta obra realiza la adaptación de niveles entre el teléfono y la computadora. Básicamente posee un circuito integrado MAX232CPE que realiza esta adaptación. Ahora bien, la caja se conecta a la computadora por medio de un cable prolongador de puerto serial que se puede comprar en cualquier casa de computación o que Ud. mismo puede armar, ya que sólo es preciso conectar 3 cables (patas 2, 3 y 5 del puerto serial o puerto COM). El problema se encuentra en la fabricación del cable que conecta al teléfono con la caja, y es aquí donde entra en juego el ingenio de cada uno y para eso mes a mes vamos publicando notas que muestran la forma en que yo armo los cables. Como primera medida es preciso conseguir el manual de servicio del teléfono celular con el que vamos a trabajar a los efectos de saber dónde está el conector que posee los contactos RX, TX y GND. Normalmente estos contactos son parte del conector exterior del móvil y en otras ocasiones se encuentra en el compartimiento donde se aloja la batería. En esta obra explicamos cómo trabajar con teléfonos celulares sin tener que “invertir” cuantiosas sumas en cajas, dongles o soluciones específicas para lo cual brindamos el circuito de una caja de trabajo adaptadora de niveles para que el móvil pueda conectarse al puerto serie de una computadora. Este es el primero de una serie de volúmenes sobre el tema y en él trabajaremos con teléfonos Siemens, Motorola y Nokia. La próxima entrega se hará con el tomo Nº 44 de la Colección Club Saber Electrónica donde se describirá la forma de trabajo con teléfonos Alcatel y Sony Ericsson entre otros. Como complemento, al final de este tomo incluímos bibliografía específica sobre electrónica para que el lector tenga información que puede ampliar descargando archivos desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar. Esperamos que este ejemplar sea de su agrado. Ing. Horacio D. Vallejo

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SUMARIO

La Caja de Trabajo RS232 .............................3

Liberación y Reparación de Teléfono V3 en Todas sus Versiones............18

El Circuito Integrado MAX232 ........................3 Cómo Probar Cables de Teléfonos con MAX232 ...................................................5 Conversor RS232 a TTL sin MAX232 ............8 La Caja de Trabajo para Celulares.................8 Cómo Armar Cables......................................10 Conexión para el Armado de Cables ............11 Liberación y Reparación de Teléfonos Siemens........................................14 Liberación y Reparación de Teléfonos Motorola ........................................................16 Flasheando y Liberando un Teléfono Motorola C115 ................................17 Director de la Colección Club SE Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de redacción: Pablo M. Dodero Autor de esta edición: Ing. Horacio Daniel Vallejo Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo Administración Argentina: Teresa C. Jara Administración México: Patricia Rivero Rivero Comercio Exterior Argentina: Hilda Jara Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero

Liberación y Reparación de Teléfonos Nokia ............................................26 Descargue Más de 1GB de Información: Cursos, Programas, Manuales de Servicio, Videos, Modelos de Cables, Juegos, Tonos, etc......................32 Por ser lector del Club Saber Electrónica le brindamos a todos los lectores la posibilidad de descargar de nuestra web diferente bibliografía, herramientas y utilitarios para trabajar con teléfonos celulares. Para acceder a esta información, simplemente ingrese a nuestra web, haga click en el ícono password e ingrese la clave “feb08”. Abajo damos algunas de las “cosas” que puede descargar: 1) Textos y Libros 2) Fondos Animados 3) Ringtons: 4) Juegos: 5) Melodías: 6) Modelos de Cables: 7) Programas 8) Salvapantallas 9) Utilitarios y Videos: 10) Manuales de Servicio:

Electrónica para Todos .................................32

Director Club Saber Electrónica: Luis Leguizamón Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo Coordinador Internacional José María Nieves Publicidad Argentina: 4301-8804 - México: 5839-5277 Staff Víctor Ramón Rivero Rivero Olga Vargas Liliana Vallejo

Mariela Vallejo Javier Isasmendi Ramón Miño Fernando Ducach Areas de Apoyo Teresa Ducach Disprof Fernando Flores Claudio Gorgoretti Paula Vidal Raúl Romero Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Luis Leguizamón

Liberación y reparación de celulares con la caja RS 232 / Horacio D. Vallejo...[et.al.]. ; dirigido por Horacio D. Vallejo. - 1a ed. - Buenos Aires : Quark, 2008. 80 p. ; 28x-20 cm. ISBN 978-987-623-056-8 1. Reparación de Celulares. I. Vallejo, Horacio D., dir. CDD 621.384 56 Fecha de catalogación: 07/02/2008

Club Saber Electrónica Nº 41. Fecha de publicación: mayo de 2008. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 -

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La Caja de Trabajo RS232 Para Mantenimiento, Liberación, Flasheo y Reparación

De Teléfonos Celulares

MOTOROLA - SIEMENS - ALCATEL - LG MITSUBISHI - NOKIA - SAMSUNG - PANTECH SONY ERICSSON - PHILIPS - SAGEM

El Circuito Integrado MAX232 El MAX232 soluciona la conexión necesaria para lograr comunicación entre el puerto serie de una PC y cualquier otro circuito con funcionamiento en base a señales de nivel TTL/CMOS. Cambia los niveles TTL a los del estándar RS-232 cuando se hace una transmisión, y cambia los niveles RS-232 a TTL cuando se tiene una recepción, es decir, es un circuito integrado que convierte los niveles de las líneas de un puerto serie RS232 a niveles TTL y viceversa. Lo interesante es que sólo necesita una alimentación de 5V, ya que genera, internamente, algunas tensiones que son necesarias para el estándar RS232. Otros integrados que manejan las líneas RS232 requieren dos voltajes, +12V y -12V. El circuito integrado posee dos conversores de nivel TTL a RS232 y otros dos que, a la inversa, convierten de RS232 a TTL. Estos conversores son suficientes para manejar las cuatro señales más utilizadas del puerto serie de la PC, que son TX, RX, RTS y CTS. TX es la señal de transmisión de datos, RX es la de recepción, y RTS y CTS se utilizan para establecer el protocolo para el envío y recepción de los datos.

Este integrado es ideal para trabajar con microcontroladores, y como los lectores de Saber Electrónica están acostumbrados a “trabajar” con PICs, el Ing. Ismael Cervantes nos ha propuesto una interfase apropiada. En la figura 1 se indican las terminales que deben ir conectadas al PIC16F84. Además, en el otro extremo se tiene la conexión con un DB9-macho, el cual se conecta al cable de la HP48G (con el que carga sus programas). Un módulo “adaptador” con RS232 puede funcionar para cualquier circuito, pero para usarlo se debe tener el conocimiento de la programación del microcontrolador, para lo que se recomienda que sea utilizada la herramienta que, de manera exprofesa, incluyen los microcontroladores y que recibe el nombre de USAR. Por lo tanto, en el presente proyecto se mostrará tan sólo a manera de ejemplo, la manera de habilitar la comunicación serial “Full duplex” en un microcontrolador PIC, siendo de manera específica el PIC16F628A, el que se utilizará como ejemplo. Antes revisemos la manera en que trabaja el protocolo RS-232. En el caso del puerto serie existe el inconveniente de que un microcontrolador trabaja con niveles de voltaje TTL y el puerto serie de la computado-

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- Mitos y Trucos de los Teléfonos Celulares

ra trabaja con niveles de voltaje de acuerdo a la norma RS232. Estas diferencias en los niveles de voltaje, hacen que sea imposible realizar una conexión “directa” de un microcontrolador al puerto serie de la computadora (vea la tabla 1). Para poder establecer comunicación entre el puerto serie de una computadora y un microcontrolador, es necesario construir un módulo adaptador de RS232 a TTL, dicho módulo debe ser capaz de convertir los niveles de voltaje de RS232 a TTL para realizar una transmisión de datos (desde la computadora) y de TTL a RS232 para realizar una recepción de datos (desde el microcontrolador), en el mercado se encuentra un circuito integrado que realiza esta tarea, específicamente el MAX232. Este circuito integrado es muy popular debido a que sólo necesita de cuatro capacitores electrolíticos y una fuente de alimentación de 5V para un funcionamiento adecuado. La figura 2 muestra el diagrama esquemático del Módulo “Adaptador Puerto Serie”. Es un circuito muy sencillo, ya que, como se mencionó anteriormente, el circuito integrado MAX232 (IC1) realiza la tarea de cambiar los niveles de voltaje de RS232 a TTL en el caso de una transmisión de datos, y de TTL a RS232 en el caso de una recepción de datos. El MAX232 (IC1) sólo necesita cuatro capacitares electrolíticos y una fuente de alimentación de 5V, para funcionar internamente. El IC1 tiene dos fuentes conmutadas, la primera de ellas en conjunto con los capacitores electrolíticos C3 y C2, “adaptan” el nivel de voltaje tomado de la alimentación de +5V a +10V, la segunda fuente conmutada y los capacitores electrolíticos C1 y C4 invierten los niveles de voltaje para que se puedan obtener -10V, estos niveles de voltaje son utilizados para realizar la adaptación de los voltajes RS232 y se encuentran

dentro de los rangos permitidos por la norma RS232. En resumen, el CI MAX232 dispone internamente de 4 conversores de niveles TTL al bus estándar RS232 y viceversa, para comunicación serie como los usados en los ordenadores y que ahora están en desuso, el Com1 y Com2. El circuito integrado lleva internamente 2 conversores de nivel de TTL a RS232 y otros 2 de RS232 a TTL, con lo que en total podremos manejar 4 señales del puerto serie de la PC. Por lo general, las más usadas son; TX, RX, RTS, CTS, estas dos últimas son las utilizadas para el protocolo handshaking pero no es imprescindible su uso. Para que el MAX232 funcione correctamente deberemos poner unos condensadores externos, todo esto lo podemos ver en la siguiente figura, en la que sólo se han cableado las líneas TX y RX que son las más usualmente usadas para casi cualquier aplicación. El circuito integrado MAX232 (IC1), tal como se observa en la figura 3, tiene dos terminales para conectar señales con niveles de voltaje TTL que serán adaptadas en señales con niveles de voltaje RS232, y otras dos terminales para conectar señales con niveles de voltaje RS232 que serán adaptadas a señales con niveles lógicos TTL (vea la tabla 2). En el diagrama de la figura 2 se observa que no todas las terminales del circuito integrado MAX232 (IC1) están conectadas, esto debido a que sólo utilizamos la señal de la terminal 2 del conector DB9 (Rx) y la señal

Figura 1

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 Figura 2

5

do la computadora maneja la transmisión y recepción de datos por el puerto serie con algún método de control de flujo, ya que nos permite simular una terminal receptora que emite las señales de control de flujo necesarias para establecer la comunicación. En el caso de que la computadora maneje los datos sin ningún método de control de flujo, no es necesario realizar ninguna conexión entre las terminales del puerto serie, aunque si la computadora no maneja los datos con algún método de control de flujo y dichas conexiones se encuentran hechas, no afectan la comunicación entre la computadora y el microcontrolador. No es objeto de esta nota explicar cómo se usa el MAX232 para trabajar con microcontroladores, pero si Ud. está interesado en saber más del tema puede bajar de nuestra web la explicación del kit ICA-021 con la clave “ica021”. Veamos una aplicación para la prueba de cables de teléfono, tema que está más acorde con el objetivo de este artículo.

Cómo Probar Cables de Teléfonos con MAX232 de la terminal 3 del conector DB9 (Tx), estas señales se utilizan para hacer la recepción y transmisión de datos respectivamente. En el caso de la recepción de datos la señal con niveles de voltaje TTL, procedente de un microcontrolador o cualquier dispositivo que maneje niveles de voltaje TTL, entra por la terminal 11 del MAX232 (IC1), en el MAX232 se adaptan los niveles de voltaje de TTL a RS232, y la señal con niveles de voltaje RS232 sale por la terminal 14 del MAX232 (IC1) a la terminal 2 del conector DB9 (Rx). En el caso de la transmisión de datos, la señal de la terminal 3 del conector DB9 (Tx) con niveles de voltaje RS232 entra por la terminal 13 del MAX232 (IC1), en el MAX232 se adaptan los niveles de voltaje de RS232 a TTL y la señal con niveles de voltaje TTL sale por la terminal 12 del MAX232 (IC1), esta señal puede ser conectada a la terminal receptora de un microcontrolador. También se observa que las terminales 1, 4 y 6 del conector DB9 están cortocircuitadas entre sí, así como las terminales 7 y 8 del conector DB9 también están cortocircuitadas, esto es necesario cuan-

Al conectar un teléfono móvil con algún equipo, podemos encontrarnos con diversos problemas, desde una construcción defectuosa del cable a unos niveles de tensión inadecuados para ser maneja-

Figura 3

6


dos por el módulo. Nosotros hemos adoptado la disposición que se ve en la figura 4, y colocamos una tira de cuatro PINs macho en la placa, mientras los cables llevan en el extremo cuatro pins hembra. De este modo, cualquier cable se puede conectar en cualquier conector de los distintos prototipos, la PC puede emular al móvil o al GPS, etc. Para determinar cuál es el problema, podemos seguir los pasos siguientes: Construir un cable para PC Lo primero que debemos hacer es construir un cable para adaptar las señales del puerto serie del ordenador -RS232- a niveles TTL. Esto se puede hacer con un MAX232, que se alimenta a través de dos diodos y un 78L05 de las líneas RTS y DTR. Obtendremos, en el pin 9 del MAX232, la salida de datos con niveles TTL, y en el pin 10 la entrada de datos. Estos dos pines se conectarán cruzados a otro dispositivo. Es decir: La salida del cable -TX- se conecta a la entrada del otro aparato -Data inLa salida del otro aparato -Data out- se conecta a la entrada del cable -RX (figura 5). También podemos usar la versión del cable con alimentación externa. En este caso debemos conectar el cable a uno de los prototipos que hemos construido: Retiramos Figura 4 Figura 5

el

PIC de la alarma (o el montaje que usemos). Conectamos el cable en el conector de la placa (donde iría el cable del teléfono). Hacemos un puente en el zócalo entre los PINes RB0 y RB3. Aplicamos la alimentación a la placa. Para probar el cable, lo que haremos será conectar la salida de datos a la entrada de datos en el mismo cable, formando así un bucle cerrado. Con esto ya tenemos alimentado el MAX232 y las salidas RX y TX interconectadas (figura 6). Usar programa Terminal Para probar los cables, usaremos un programa de comunicaciones. Para asegurarnos de que no tendremos problemas con la configuración, lo mejor es usar el programa MovilOn (bájelo de nuestra web, búsquelo en la página de contenidos especiales de telefonía celular con la clave telcel) con la siguiente configuración: RTS y DTR siempre encendido: Importante pues el MAX232 se alimenta de estas señales. CTS y DTR no se usan, deben estar sin seleccionar. Seleccionamos el puerto adecuado, la velocidad (probaremos varias) y pulsamos el botón Abrir Puerto (figura 7). De momento no estamos usando el cable que hemos construido, pero podemos probar el programa conectando con el puerto serie de un módem fijo, o bien conectado con un cable comprado específicamente para nuestro móvil. Seleccionamos el cuadro Añadir CR, para que el programa añada un retorno de carro a cada comando, tecleamos el comando y pulsamos enter. El comando más simple es AT , a lo cual el módem debe responder con un OK. Probar el cable PC Conectamos el cable para PC que hemos construido a un puerto serie, arrancamos el programa MovilOn y abrimos el puerto serie con la configuración comentada anteriormente. Es imprescindible tener abierto el puerto, para que el circuito reciba alimentación. Todo lo que sigue se hará con el programa arranca-

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 do y el puerto serie abierto. Antes Figura 6 de conectar el otro extremo del cable, medimos la tensión de salida entre la salida de datos TTL (pin 9) y el nivel de referencia. Debemos medir una tensión positiva mayor de 3 voltios, seguramente serán casi 5V. Si no obtenemos esta tensión, comprobaremos que en la salida del puerto serie, en la línea TX, hay una tensión negativa, que el 7805 está proporcionando los 5V, la conexión de los condensadores, etc. Hacemos un puente entre los pines 9 y 10 del MAX232, es decir que conectamos la salida de datos con la entrada, aunque mejor lo hacemos en el extremo del conector o en el zócalo del PIC, según se ha explicado más arriba. Seleccionamos en el programa Añadir CRLF, escribimos una línea de texto y pulsamos enter, en la ventana del puerto serie debemos ver el texto de salida y la misma entrada (se ve en otro color), es decir que lo que se envía se debe recibir igual y en la pantalla se ve el texto dos veces, en dos colores distintos.

Figura 7

Probar el cable para teléfono En la figura 8 se muestra el conector de un teléfono Siemens C55 con el objeto de que podamos realizar la construcción del cable para la conexión a la computadora. Si hemos construido el cable para el teléfono móvil, éste debe funcionar con niveles TTL. Algunos teléfonos funcionan con estos niveles de tensión, entonces el cable es un simple conector sin componentes activos. Otros teléfonos usan otros niveles de tensión, entonces deben llevar algún tipo de circuito en el cable. El caso es que se supone que el cable funciona con niveles TTL, y que tenemos el cable conectado a un teléfono móvil. Conectamos el cable de la PC al cable del teléfono, es decir que conectamos el nivel de referencia GND de los dos cables entre sí, y las líneas de datos las conectamos cruzadas (entrada con salida, salida con entrada). Arrancamos el programa Movi-

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lOn y abrimos el puerto con la configuración ya comentada (recuerda que el circuito se alimenta de ahí). Seleccionamos la opción Añadir CR (no CRLF). Tecleamos AT y pulsamos enter. El móvil debe responder OK. Seguramente veremos también el eco del comando AT. Tecleamos ATDT555 y pulsamos enter, el móvil debe marcar el número 555 (pulsa enter de nuevo para cortar).

Figura 8

Si hasta aquí funciona todo, vamos bien. Si no funciona ¿qué puede fallar? Puede fallar la construcción del cable del móvil: busca en internet información sobre tu móvil, pinout del conector, niveles de tensión que usa, etc... También puedes comprobar que la salida de datos del cable presenta un nivel de tensión positivo, compatible TTL (de 3 a 5V) respecto a masa, si no es así, el cable no está

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bien hecho. Si queremos usar un cable comprado para el teléfono móvil (de los que se conectan directamente al ordenador), es decir si queremos usar niveles RS232 en vez de niveles TTL, podríamos integrar un MAX232 en el módulo electrónico. Esta solución dejaría pendiente la alimentación del teléfono, y el teléfono debería tener dos conectores independientes, una para alimentación y otro para el cable RS232.

Conversor RS232 a TTL sin MAX232 Todos sabemos que a la hora de conectar un PIC o un teléfono celular a la PC es común utilizar el circuito integrado MAX232. Con este integrado y muy pocos componentes se consigue adaptar los niveles de señal de estos equipos. Pero tomando en cuenta que un MAX232 se lo consigue en diferentes versiones y que el único que “sirve” sin realizar adaptaciones es el MAX232CPE, decidimos desarrollar una alternativa válida que lo reemplace con un circuito como el mostrado en la figura 9. El circuito utiliza la propia coFigura 10 rriente del puerto COM de la PC para generar los símbolos del RS232. Los pines marcados como TxD, RxD y Gnd corresponden al conector RS232 de la PC (ver conexionado) mientras que los pi-

nes marcados como RD (RX), TD (TX) y Gnd van directamente al microcontrolador o al teléfono celular. IMPORTANTE: Para que funcione la parte inferior del circuito, correspondiente a RX en la PC, es necesario que en el programa de transmisión configuremos RTS a nivel alto (+V) y DTR a nivel bajo (-V). La figura 10 muestra RTS y DTR activados a nivel alto, en estas condiciones no funcionaría bien, es necesario desmarcar DTR. Otra alternativa sería usar como nivel bajo 0V en vez de usar DTR (el pin 5 en vez del pin 4), en la mayor parte de ordenadores funcionará, pero el nivel bajo a 0V está fuera de la norma RS232.

LA Caja de Trabajo para Celulares RS232 En base a las características descriptas del integrado RS232 se puede construir una caja de trabajo que permita conectar a un teléfono celular con una computadora y ejecutar aplicativos que permitan: Comprobar el estado del software del teléfono Flashear el teléfono Liberar o desbloquear el celular Realizar back-ups Programar accesorios Etc. En la figura 11 se muestra el circuito propuesto para la caja: Note que la caja posee dos jumpers: J2 y J4, estos contactos que tienen que estar sin puentear para los diferentes teléfonos con sistemas operativos tipo dellen o similar (Siemens, generalmente) y deben estar ambos puenteados si se trabajará con teléfonos Nokia o similares. Si va a operar con otros teléfonos puede conectarlos en cualquiera de los dos conectoFigura 9 res CONN-H4 y deberá primero no colocar los jumpers. Si no conoce la plataforma del teléfono, conéctelo en el correspondiente a Siemens, abra el programa que va a utilizar y vaya probando colocando los puentes en los jum-

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 pers hasta que se establezca comunicación con el teléfono. Se puede emplear cualquier programa que precise conexión del teléfono al puerto serie de la computadora. Si desea saber cómo se usan los programas que nosotros hemos probado, puede dirigirse a nuestra web: www.webelectronica.com.ar Haga click en el ícono password e ingresar la clave “telcel”. En síntesis, esta caja permite la liberación de bandas (desbloquea teléfonos para su uso con chips de cualquier operador), verifica estado de software y hardware, repara software, permite flasheo y actualización, resetea códigos de seguridad, etc. y para ello se deben emplear programas específicos, muchos de los cuales son de uso libre y otros poseen licencia y deben ser adquiridos en los locales especializados. A continuación mencionamos los modelos de teléfonos que hemos probado y qué programas usamos en cada caso: MOTOROLA Desbloqueamos celulares C115, C139, C261, C155 mediante la carga del sistema operativo con los programas Dmtool_V7.3.04.6 y MOTOROLA C 210. SIEMENS Desbloqueamos, reparamos y flasheamos diferentes modelos con los programas SST y FREIA. PANASONIC Desbloqueamos, reparamos y flasheamos diferentes modelos con los programas SoftDog. LG Desbloqueamos modelos LG191, LG 200 con el software VYG. NOKIA Reseteamos códigos y se hicieron liberaciones en diferentes modelos con el Nokia Fbus.

9 Figura 11

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Figura 12 SAMSUNG Se realizó el desbloqueo, flasheo y verificación de software de varios modelos con los programas SSS (Samsung Service Software) y SSG. SONY ERICSSON Trabajamos con el SEMC Tool, utilizando varias versiones libres, liberando, flasheando, reparando e inhibiendo códigos en teléfonos: T290, T226, T106, T616, Z520, W600, K300. Únicamente comentamos los casos con los que hemos trabajado, pero insistimos en que podrá trabajar con “cualquier teléfono” siempre que posea el programa que comunique el teléfono con la PC a través del puerto serial. En la figura 12 se muestra una foto de la caja armada, utilizando una placa de circuito impreso, cuyo diagrama se muestra en la figura 13.

Cómo Armar Cables para Trabajar con la Caja RS232 Reiteramos que prácticamente todos los teléfonos celulares poseen un puerto RS232, que en muchos casos estos puertos se encuentran en el conector externo del celular y que en

Figura 16

Figura 13 otros casos (como en el Nokia 1100 por ejemplo) el conector está en la placa de circuito impreso y tendrá que utilizar conectores especiales. Tendrá que construir cables de modo que en un extremo tenga un conector RJ11 macho para conectarlo a la caja RS232 y del otro extremo deberá tener el conector que se tiene que conectar al teléfono. Para saber dónde está el conector de su teléfono debe recurrir al manual de servicio para poder localizar los terminales TX, RX y GND. En las figuras 14 y 15 damos los diagramas de conexión de algunos modelos comunes para facilitar la tarea de construcción del cable. Para el armado puede emplear un tramo de cable mallado estéreo, del tipo de

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 los utilizados en las conexiones de audio y video para TV, de modo que la malla sea el Terminal GND y cada uno de los conductores internos sea TX y RX respectivamente. Figura 14

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Conexión para el Armado de Cables Como ejemplo, tomando como base la conexión de contactos de las figuras anteriores, el diagrama de co-

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nexión para teléfonos Nokia con conector DKU5 es el que se muestra en la figura 16. Para un Nokia 100, por ejemplo, deberá utilizar un conector que permita acceder al compartimiento de baterías, donde está el conector RS232 del celular, luego la conexión es la mostrada en la figura 17.

Para el Motorola C115 y similares, el diagrama es el de la figura 18. Para otros teléfonos deberá armar el conector siguiendo los diagramas de contacto que aparece en el manual de servicio. *************

Figura 15


Figura 17

13

En el momento de escribir este manual estábamos desarrollando el circuito de una caja “más fácil” de emplear (figura 19), y más adelante presentaremos una pequeña modificación del circuito de la figura 11 para que no tenga que “seleccionar” entre conectores RJ11 cuando conecte el teléfono. La idea es conseguir un circuito confiable que “alerte” al técnico de que puede estar realizando alguna operación riesgosa que pueda dañar al sistema operativo del teléfono. A continuación, veremos diferentes ejemplos de uso de esta caja con teléfonos de diferentes marcas y modelos. Bibliografía http://www.maicas.net/goofy/testfono.htm http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/mc/ttl232/ http://www.geocities.com/alva_cesar/rs232/max232.html http://www.x-robotics.com/hardware.htm http://robots-argentina.com.ar/Comunicacion_max232.htm

Figura 18

Figura 19

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Liberación y Reparación de Teléfonos Siemens con la Caja RS232 y el Programa SST Service Toolbox Modelos: C65/C6V/C6C/CX65/CX6V/CX6C/M65/M6V/M6C/S65/SL65/A50/1168/C55/2128/C56/CT56/A55/A57/A56/A56i /A52/S55/S57C/S56SL55/SL55C/SL56/M55/M55C/M56/MC60/C60/C61/A60/S46/M46/ SX1/A35/A36/A40/C35/M35/S35/C35/M35/S35/C45/S45/ME45/SL45/M50/MT50/A65, etc. Con la caja que hemos descripto anteriormente probamos con éxito equipos de Motorola, Siemens, Panasonic, LG, Nokia, Samsung y Sony Ericsson. Sin embargo, la lógica indica que cualquier equipo, utilizando el software apropiado, puede ser liberado con la ayuda de esta caja ya que adapta los niveles de transmisión y recepción del teléfono celular con los de la computadora. El Club Saber Electrónica ofrece un paquete educativo que contiene esta caja (para los que no quieran armarla) y un curso completo con textos, CDs, videos, etc. A continuación le indicamos cómo liberar teléfonos Siemens Como primer ejemplo de liberación diremos cómo trabajar con un teléfono Siemens de los más económicos. Podemos decir que para liberar un teléfono Siemens C55, podemos utilizar el cable propuesto, cuyo diagrama de armado para conectar en la caja de trabajo RS232 se muestra en la figura 20 y el programa SST que, al tenerlo instalado en la computadora y abrirlo mostrará una pantalla como la vista en la figura 21. Note que en la primera pantalla no aparece el modelo que queremos liberar, por lo tanto la cerramos y en la siguiente (figura 22) sí aparece la opción Siemens C55, por lo tanto la marcamos y apretamos el botón UNLOCK. El programa pedirá que usted prenda el teléfono y al hacerlo comenzará el proceso de liberación, colocará el número de IMEI del teléfono en el casillero correspondiente (luego de hacerlo leído desde el teléfono) y un tiempo después dirá que el teléfono ha sido desbloqueado. Aquí debemos hacer la aclaración de que, para desbloquear el móvil, se debe realizar el test point del mismo, lo que implica tener que “raspar” una resistencia SMD que se encuentra en la placa y cuya identificación no es algo complicado, simplemente tendrá que desarmar el aparto, y por medio de una lupa localizar el componente que se debe destruir. En el programa SST, en la sección HELP (ayuda), uno de los items es el de “test

Figura 20

point” donde nos indica los pasos a seguir para realizar este proceso para diferentes marcas y modelos. Cabe aclarar que meas adelante explicaremos mejor qué es el Test Point y los riesgos que se corren si este proceso no se realiza bien.

Figura 21

Figura 22

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 Liberación de Siemens A53 Para liberar este teléfono utilizamos el programa SST Service Software que puede bajarse por Internet en versiones que aún no tienen a este modelo. Ahora bien, quienes trabajan con teléfonos celulares, saben que el circuito del A53 es igual al del A55 por lo cual se puede hacer un test point como se lo haría a un A55 y luego liberarlo con el SST como si fuese un C55. Para hacer el Test Point, tal como dice el manual de servicio del A55, se debe cortar la resistencia de bloqueo del microprocesador que controla la escritura de memoria (vea la figura 23). Para cortarla basta con raspar con un cuter dicha resistencia, ubicada en la posición donde está la línea negra. Hecho ésto, debe armar el cable tal como lo sugiere el diagrama de conexiones de la figura 20. Una vez que realizó estos pasos, conecte la caja a la PC, luego el teléfono a la caja (en el conector que dice Siemens) y quite los jumpers J2 y J4. Siga los siguientes pasos: 1) Se conecta la caja a la PC y el teléfono a la caja. 2) Se ejecuta el programa SST Service Software y se selecciona la opción correspondiente al modelo a liberar, figura 24 (para bajar el programa vaya a nuestra web, haga click en el ícono password e ingrese la clave “telcel”; encontrará un link que lo llevará al sitio de descarga). 3) Se hace click sobre el botón UNLOCK. En la barra inferior del programa aparece la indicación que debemos encender el teléfono (Power ON). 4) Encendemos el teléfono y observamos que comienza el diálogo entre la computadora y el celular, figura 25. Primero el programa lee la memoria y al finalizar este proceso muestra el número de IMEI en el cuadro correspondiente (parte superior derecha del programa). Acto seguido, comienza a escribir el código de liberación, denotando esta acción en la barra inferior del programa (Writing Simlock). 5) Una vez que finaliza la operación, si el teléfono fue liberado exitosamente, en la parte inferior del programa aparecerá la inscripción: “Phone Unlocked” indicando que la unidad ha sido liberada, tal como se muestra en la figura 26. Como aclaración, siempre conviene primero apretar el botón READ INFO para ver si se establece comunicación con el teléfono antes de proceder a liberarlo.

Figura 23

Fig. 24

Fig. 25

Fig. 26

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Liberación y Reparación de Teléfonos Motorola con la Caja RS232 y el Programa SST Service Toolbox T190 / T191 / C115 / C155 / C139 / C200, etc.

Utilizando la caja de trabajo RS232 y el programa E88_ Dmtool (que puede descargar de Internet sin cargo) o el programa Motorola Service Software DMTOOL, es posible liberar varios modelos de teléfonos celulares Motorola con tecnología GSM, de modo que puedan ser utilizados con chips de cualquier compañía. Con estos elementos también se pueden cargar aplicaciones para estos móviles con el objeto de mejorar sus prestaciones. A continuación explicamos cómo se puede cambiar el sistema operativo de un teléfono Motorola C115 utilizando un paquete que no fue “bloqueado” para usar con un sólo operador y que mejora las prestaciones del móvil. En este manual “no nos cansaremos de decir que casi todos” los teléfonos celulares (no importa su tecnología) poseen puerto de comunicación RS232 y que existe gran cantidad de programas (aplicaciones) para realizar el mantenimiento, liberación y reparación de estos teléfonos utilizando el puerto COM de una computadora y cables de conexión muy fáciles de construir. Hemos realizado pruebas con móviles de distintas marcas y modelos, sin embargo, estamos convencidos que esta caja permite trabajar con la mayoría de los celulares que se encuentran en el mercado. La caja RS232 posee un circuito integrado MAX232 que permite la conexión necesaria para lograr comunicación entre el puerto serie de una PC y cualquier otro circuito con funcionamiento en base a señales de nivel TTL/CMOS. Cambia los niveles TTL a los del estándar RS-232 cuando se hace una transmisión, y cambia los niveles RS-232 a TTL cuando se tiene una recepción, es decir, es un circuito integrado que convierte los niveles de las líneas de un puerto serie RS232 a niveles TTL y viceversa. Lo interesante es que sólo necesita una alimentación de 5V, ya que genera, internamente, algunas tensiones que son necesarias para el estándar RS232. Otros integrados que manejan las líneas RS232 requieren dos voltajes, +12V y -12V. La caja posee dos jumpers: J2 y J4, estos contactos que tienen que estar sin puentear para los diferentes teléfonos con sistemas operativos tipo Dellen o similar (Siemens, generalmente) y deben estar ambos puenteados si se trabajará con teléfonos Nokia o similares. Si va a operar con otros teléfonos pue-

de conectarlos en cualquiera de los dos conectores CONN-H4 y deberá primero no colocar los jumpers. Si no conoce la plataforma del teléfono, conéctelo en el correspondiente a Siemens, abra el programa que va a utilizar y vaya probando colocando los puentes en los jumpers hasta que se establezca comunicación con el teléfono. Para liberar teléfonos Motorola como los que proponemos en este apartado, debe conectar el teléfono en el conector Siemens y quitar los jumpers J2 y J4. Importante: prácticamente todos los teléfonos celulares poseen un puerto RS232, que en muchos casos estos puertos se encuentran en el conector externo del celular y que en otros casos (como en el Nokia 1100 por ejemplo) el conector está en la placa de circuito impreso y tendrá que utilizar conectores especiales.

Figura 27

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 Tendrá que construir cables de modo que en un extremo tenga un conector RJ11 macho para conectarlo a la caja RS232 y del otro extremo deberá tener el conector que se tiene que conectar al teléfono. Para saber dónde está el conector de su teléfono debe recurrir al manual de servicio para poder localizar los terminales TX, RX y GND. Al comienzo de este manual también dimos los diagramas de conexión de los modelos de celulares comunes para facilitar la tarea de construcción del cable. Para el armado puede emplear un tramo de cable mallado estéreo, del tipo de los utilizados en las conexiones de audio y video para TV, de modo que la malla sea el Terminal GND y cada uno de los conductores internos sea TX y RX respectivamente. Para los teléfonos Motorola T190, T191, C115,

Figura 28

Figura 29

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C139, C155, C200, etc, el diagrama que debe armar se muestra en la figura 18 de la página 13.

Flasheando y Liberando Teléfonos Motorola C115 Utilizando la caja RS232 se puede “cargar: un nuevo sistema operativo a teléfonos celulares Motorola colocándole un software liberado. Para el C115 empleamos un triple conformado por tres programas, uno que es el sistema operativo, otro que es el paquete de idiomas y otro que lo hace trabajar en las bandas que operan en Argentina. La ventaja es que el nuevo software, además de estar liberado, deja más memoria libre en el celular y posee más aplicaciones. Fue probado en Win98, Win 2000 y WinXP Hay que asegurarse que el puerto serie de la PC esté en COM1. Se puede comprobar en propiedades de Hardware de la computadora: “se marca el ícono MI PC y con el botón derecho se selecciona PROPIEDADES, luego HARDWARE y luego ADMINISTRADOR DE DISPOSITIVOS (figura 27). Se debe comprobar que el puerto de comunicaciones esté en COM1. Para realizar la carga de un nuevo Sistema Operativo (flasheo) vamos a utilizar el programa “Dmtool_V7.3.04.6 que puede descargar de Internet y un paquete de software para C115. Para descargar éstos y otros programas y archivos para prácticas de telefonía celular, Ud. puede dirigirse a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, debe hacer click en el ícono password e ingresar la clave “telcel”. Para poder hacer descargas debe ser socio del Club SE lo cual es gratuito y le brinda múltiples ventajas que se explican en el sitio. Ud. se puede hacer socio en la misma dirección de Internet y de inmediato tendrá su clave de acceso. Aclaración: Cuando ingrese al sector de telefonía celular con la clave “telcel” encontrará una serie de archivos, programas e información de suma utilidad. En muchos casos, como no contamos con autorización para distribuir ciertos progra-

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mas en dicho sector colocamos “links” para que el lector acceda a sitios de Internet donde los mismos son alojados. Una vez que haya bajado el programa y el paquete de software al disco rígido de su PC, ejecute el programa y aparecerá una pantalla como la mostrada en la figura 28.

Figura 30

1) Con el teléfono apagado y conectado a la caja RS232, en el terminal SIEMENS y sin puentes puestos, se hace click en el botón ADD y se selecciona el archivo: E88N.2.0.13_NONEMEA.m0 (que es parte del paquete de software que bajó de Internet). Se presiona EXECUTE y se prende el teléfono apretando el botón de encendido y soltándolo. Aparece la pantalla mostrada en la figura 29. Luego, de inmediato, y sin tener que hacer nada, empieza a bajar el sistema operativo al teléfono, presentando una pantalla como la mostrada en la figura 30. Tarda unos 5 minutos en realizar la carga. Cuando termina se enciende el teléfono solo, quedando liberado pero con el sistema operativo en inglés (figura 31). Luego se debe cargar el paquete de Idiomas como mencionamos a continuación. Figura 31 2) Apagamos el teléfono. En el programa apretamos ADD y seleccionamos el archivo: LPN_C115_LATAM_111.m0. Apretamos EXECUTE y luego el botón de encendido del teléfono, igual que en el paso anterior. Comienza la carga del paquete de idiomas (figura 32). Cuando termina la carga se enciende solo el teléfono y el programa presenta la pantalla de la figura 33. 3) Apagamos el teléfono y cargamos el programa que libera las bandas de 850MHz y 1900MHz. Para ello apretamos otra vez ADD, seleccionamos el archivo: LPN_C115_LATAM_111.m0, apretamos EXECUTE, apretamos el botón de encendido del teléfono y comienza la carga, tal como se muestra en la figura 34.

Figura 32

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 Una vez que termina el proceso, el teléfono se vuelve a encender solo y queda listo para ser utilizado en Argentina, con más memoria liberada, con la posibilidad de seleccionar idioma español y con más accesorios. Si en el transcurso de la carga del sistema operativo el programa arroja algún error, normalmente es porque la PC no ha establecido contacto con el teléfono ya sea porque la caja no funciona, porque el cable esté mal armado o porque haya problemas con el conector del teléfono. Para probar la caja y el cable puede seguir la instrucciones dadas al comienzo de este manual, cuando describimos el funcionamiento de la caja RS232 (diríjase a la prueba de cables a partir de la página 7).

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Figura 33

Nota: El teléfono queda seteado en Inglés, para cambiar el idioma se presiona Menú, Settings, Other Settings, Inicial Setup, Language. Aparece el listado de idiomas donde deberá seleccionar Español para América Latina. El Programa DMTool permite la comunicación con diferentes modelos de Figura 34 teléfonos Motorola, sin embargo, también se emplean otros programas como el PCTool, o el P2k que, por razones de espacio no explicaremos en este manual, sin embargo, los pasos a seguir son muy similares a los descriptos para el caso de teléfonos Siemens (usando el programa apropiado) si se quiere simplemente liberar al móvil o los pasos explicados recién si lo que se quiere es “flashear” o cambiar el sistema operativos del celular. En Internet encontrará muchas páginas que permiten la descarga de sistemas operativos que no poseen bloqueos, pero Ud. debe saber de dónde descarga la información ya que puede tomar archivos dañados que inutilizarán al celular. Por ejemplo, en la figura 35 se puede observar la pantalla del programa T19X SS que permite liberar diferentes modelos sin tener que “flashearlo”, simplemente conecta el teléfono a la caja, la caja al puerto COM 1, selecciona la ventana UNLOCK y hace click en DO IT, enciende el móvil, espera que el programa trabaje y listo. Para no correr riesgos, si Ud. es novato en telefonía celular descargue los programas sugeridos en nuestra

Figura 35

página (www.webelectronica.com.ar), los que, en su mayoría, han sido probados con éxito.

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Liberación y Reparación de Teléfonos Motorola V3 en Todas su Versiones y Otros Modelos Sin dudas los teléfonos celulares Motorola, modelos V3, son los más “populares” dentro de los de alta gama. Existen distintas variantes dentro de este modelo (silver, black, VRi, gold, etc.) y, a su vez, de cada “submodelo” puede encontrar móviles con distinta programación (distinto boot loader). Es por este motivo que el técnico reparador puede encontrarse con dudas a la hora de tener que realizar el desbloqueo de una unidad para que pueda reconocer chips de cualquier compañía. Explicaremos los pasos que debe seguir para efectuar esta operación con éxito. Para liberar teléfonos celulares Motorola, Modelos V3 (no interesa a qué submodelo se haga referencia), primero se debe verificar qué versión de booteo posee (el booteo es el sistema de arranque del teléfono y se carga en fábrica antes de que el móvil sea programado con su sistema operativo). No es objeto de este informe explicar las funciones y limitantes del booteo de un teléfono celular, pero si Ud. está interesado en obtener información sobre este tema puede bajar un archivo de nuestra web: www.webelectronica.com.ar, debe hacer click en el ícono password e ingresar la clave “telcel”). Aclaración: Recuerde que solamente puede realizar programaciones o modificaciones en un teléfono celular si posee la autorización “por escrito” del dueño. Los teléfonos comprados en comodato NO SON DEL USUARIO y las compañías prestatarias de servicio de telefonía celular PROHIBEN que personal no autorizado realice operaciones de servicio de cualquier tipo. Si la versión de booteo es inferior a 07.E1, se puede liberar mediante cajas (como la smart unlocker, por ejemplo) o por medio de programas con cables (ya sea seriales o USB, según el programa). Para saber cuál es la versión de booteo de su móvil, encienda el celular teniendo presionadas las teclas * # y

power durante unos 5 segundos (figura 36), aparecerá la pantalla negra con letras blancas (ver figura 37). Allí tendrá la versión del boot loader. Si es la 8.26 (hasta 8.31), precisará 2 programas. Si es una versión anterior, sólo el programa de desbloqueo, sin tener que realizar el downgrade del booteo. Existen versiones del V3 que ya vienen con un boot loader superior al 8.31, que se desbloquean solamente realizando el procedimiento denominado test point. Fig. 36 Liberación de V3 con Boot Loader inferior a 07.E1 Figura 37

Los primeros modelos de V3 eran fáciles de programar o, mejor dicho, se podía acceder al modo de programación con poca dificultad. Estos móviles pueden liberarse ya sea por medio de cajas que no requieren el uso de computadora (Smart Unlocker) o mediante programas y cables específicos. a) Mediante el Uso de Smar Unlocker Para hacerlo necesitaremos lo siguiente: 1. Un celular Motorola V3 con boot loader inferior a 07.E1. 2. Una caja de desbloqueo Smart Unlocker con sus cables y batería.

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 El procedimiento es sencillo:

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Figura 38

1. Conecte el cable USB al teléfono y a la caja. 2. Conecte la batería a la caja, figura 38. 3. Encienda el teléfono (asegúrese que la batería del teléfono esté bien cargada. Puede tener el chip GSM o no). 4. Apriete el botón de desbloqueo de la caja (figura 39) y aguarde a que se realice la debida programación. Este proceso tarda unos minutos hasta que el led indicador marcado con E/G se encienda. Si dicho led se enciende de color verde, el teléfono ha quedado desbloqueado. Si el led se enciende de color rojo, entonces el proceso falló y deberá repetirlo. Si persiste el problema, entonces la caja no está actualizada y deberá recurrir al proveedor de la misma.

b) Mediante Programas Se pueden usar muchos programas. Los que yo he empleado con éxito son los siguientes: Motorola Service Software P2K Easy Tool (la versión 3.7 funciona mejor que la 3.9, en este caso). Moto Unlocker 2005 Flash Back Up Para realizar el desbloqueo por programa necesitaremos lo siguiente: 1. Un celular Motorola V3 con boot loader inferior a 07.E1. 2. Un cable USB para conectarlo a la PC (algunos programas requieren cable serial). 3. Los drivers p2k correctamente instalados y funcionando (si no sabe cómo hacerlo, consulte Saber Electrónica N° 225 o en nuestra web). 4. Windows XP con Service Pack 2. (recomendado). 5. El Programa de desbloqueo.

b.1) Mediante el uso del Programa Moto Unlocker: Siga los siguientes pasos: 1. Conecte el cable USB al teléfono y a la computadora 2. Apaguen y enciendan el celular en modo flash con las teclas * y # apretadas (ya explicamos este proceso

al comienzo del artículo). No se asusten si la pantalla aparece toda negra, ya que esto es normal si el boot loader del teléfono ha sido modificado. 2. Baje el programa Moto Unlocker y descomprímalo en una Figura 39 carpeta que haya designado dentro del disco rígido de su PC. 3. Ejecute el archivo Mot_unlocker.exe (figura 40). 4. Haga click en “Connect Phone in Flash Mode”. Aparecerá la ventana de la figura 41. 5. Haga click en el ícono (botón) “si”. 6. Al cabo de unos instantes el teléfono ha quedado desbloqueado. Figura 40

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- Mitos y Trucos de los Teléfonos Celulares Figura 41

Figura 42

Figura 43

Si observa el programa, verá que esta técnica sirve para desbloquear teléfonos Motorola de distintos modelos tales como: V300, V600, V400, V550, V551, V80, V220, E380, C450, C550, C650. En el caso que dé error, es porque el boot loader del teléfono no permite el trabajo mediante programas “no autorizados” y, en ese caso, para que el programa realice la comunicación con el teléfono para el desbloqueo deberá “cambiar” dicho boot loader o realizar un “test point”

b.2) Mediante el uso del P2K Easy Tool: Este es, quizá, el programa más popular para liberar móviles Motorola mediante cable USB. Si bien no he realizado pruebas en todos los modelos, los expertos afirman que permite liberar, flashear y hasta chequear los siguientes modelos: A830, A835, A840, A845, A860, A920, A925, A1000, A1010, A1030, C236, C250, C260, C266, C268, C330, C331, C332, C333, C334, C335, C33, C350, C350I, C350L, C350V, C353, C355, C355V, C359V, C370, C380, C381, C85, C390, C450, C450L, C550, C650, C551, C975, C980, C980M, E1 ROKR, E1000, E1000M, E1060, E1120, E370, E375, E378, E378I, E380, E390, E396, E398, E550, E790, E798, E920, L6, L7, U6, M1000, T280, T280I, T720, T720I, T721, T722, T722I, T725, T725E, V3, V3RAZAR, V3I, V60, V60I, V66, V66I, V70, V80, V150, V151, V180, V186, V188, V190, V220, V226, V300, V30, V330, V360, V360I, V360V, V400, V500, V505, V525, V525M, V535, V545, V547, V550, V551, V600, V620, V635, V975, V980, V980M, V1050, ETC. El problema es que se debe conseguir el programa que permita ser ejecutado sin necesidad de la caja USB. En Internet hay muchas versiones de este programa que dicen ser de uso libre y no requieren del dongle USB (en nuestra web le mostramos varios links con páginas que amplían esta información). Se deben seguir los siguientes pasos: 1. Conectar el V3 al cable y éste a la PC. Debe asegurarse que la PC lo detecte bien, es decir, como MODEM telefónico (figura 42).


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2. Ejecute el programa P2K Easy Tool y seleccione la pestaña “Locks” y “Unlok SP”. 3. En el modelo busca el que dice V3 RAZR y Click en “do selected” (figura 43). Supongamos, en primera instancia, que el celular no posee un boot loader versión 07.D0 pero es inferior a la versión 08.26, en ese caso, el programa lo modificará solo. Si posee la versión 8.26 del boot loader deberá hacer un “downgrade” (lo explicamos más adelante). En la pantalla de la figura 43 se verifica que el teléfono conectado es, justamente, un móvil con versión de booteo 8.26 y el programa me indica que “o bien hago un test point” o bien cambio la versión de booteo. En caso de ser un móvil conversión anterior, la barra correrá y el programa empezará a trabajar hasta que indique que el proceso ha finalizado, el celular se apagará y dirá “dow” en su pantalla y el programa dejará de correr y se trabará. Debe esperar un par de minutos, luego desconecte el celular y cierre el programa. Ahora el V3 tiene boot loader versión 07.D0.

Figura 44

4. Encienda el V3 en modo de booteo y conéctelo nuevamente, ejecute el P2K Easy Tool y repita los pasos 1, 2, 3 y luego el programa le pedirá que desconecte el móvil, lo prende hasta que cargue el sistema operativo, luego lo conecta de nuevo, asegurando que lo detecte y haga click en Ok. El teléfono ha sido desbloqueado y ya puede usar cualquier chip.

Figura 45

b.3) Liberación de V3 mediante el programa Flash Backup: El siguiente método puede utilizarse en móviles con versiones de booteo 08.23 o inferior. Este programa permite realizar la liberación del teléfono mediante escritura o edición de la PDS. Preste mucha atención a las herramientas y al procedimiento a seguir, no haga nada si no está seguro de haber entendido el procedimiento. Si tiene dudas NO LO HAGA!!!. Consulte antes de proceder, NO CONFUNDA los Editores, sólo es UNO para editarlo (Ramdom´s PDS Editor). Si usa un editor inadecuado puede arruinar a la PDS y con eso se “mata” al teléfono. Recuerde: 1.- Tenga la batería bien cargada. 2.- Por precaución es necesario tener siempre una

copia de seguridad. Hacemos una Copia de Seguridad de nuestro equipo con el programa FlashBackup. En la pestaña Configuración, lo ponemos en Español, Abrimos la pestaña Copia de Seguridad, en Tipo de Copia, seleccionamos “Completa” y, por default, aparece en Memoria interna del móvil 32MB (figura 44). Elija “Boot loader”, con el botón derecho haga click en “Elegir otro”. Deben aparecer 3 tipos de Boot loader, elegimos el de 32MB (08A0), si no está a la vista debe recordar dónde ha grabado el programa (en qué carpeta) sino, va a "Buscar en:" y le muestra lo que tiene en su PC, abra la carpeta que dice FlashBackup, adentro hay una que dice RamDld Pack y en ella están los tres archivos mencionados, elija el de 32MB (08A0), y seleccione “Abrir”. Ha-

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ga click en “Crear Copia De seguridad”. Este proceso tarda algunos minutos, luego le indicará "Copia de Seguridad Creada" 3.- Hecho esto, tenemos que “flashear” (programar) el Boot loader, en el Flash Backup nos vamos a la pestaña Flashear, haga click en el botón derecho del campo en blanco que dice, "Elija el archivo flash que desea aplicarle al móvil" (figura 45). Y busca donde has guardado el Boot loader 07.D0 (lo puede buscar en nuestra web), lo elige y le da abrir, se llena el campo y entonces hace click en "Aplicar Flash!." espere que termine el proceso. Ya tenemos el Boot loader que necesitamos 4.- Ahora vamos a sacar una copia del PDS para poder manipularla y luego volver a metérsela “sin candado”. En la pestaña Copia de Seguridad, Abrimos Tipo de Copia y seleccione "PDS”. Haga OK en Crear Copia, ésto será mucho más rápido (figura 46).

Figura 46

5.- Una vez creada la copia, le damos click al botón que está en la derecha, en el campo donde dice “Restaurar Copia de Seguridad” y nos aparecen dos copias, una del Full backup, que es la completa y otra del PDS que acabamos de hacer, seleccionamos a la del PDS, y con el botón secundario del mouse (ratón) hacemos un click para dar en “copiar” y luego en “pegar” en esa misma ventana, con esto ya tenemos dos copias del PDS, una de ellas se llama "Copia de PDS......" que es la que vamos a utilizar siempre (para resguardar la original). 6.- Ahora debemos ejecutar el programa Random´s PDS Editor (figura 47) que está dentro de la misma carpeta donde ejecutamos el Flash Backup. Hacemos click en la pestaña File y luego Open, ahí nos aparecen las dos copias que tenemos, le damos click a la que dice “Copia de PDS………..” y luego “Abrir”. Nos abre algunas líneas en la ventana. Damos un click a la primer línea y después otro click al botón a la derecha "Undo Last subsidi seems." Otro click a la segunda línea y otro al "Undo Last s…….. " Así línea por línea. A continuación le damos a File y seleccionamos "Save as", (guardar como) se abre la ventana con las copias. Guardamos con el nombre “copia OK”, le pregunta "Selec PDS version" (Default) y le da OK. 7.- Ahora Abrimos nuevamente el FlashBackup, en la pestaña Copia de Seguridad “Escoja PDS”. En el campo Restaurar Copia de Seguridad abra con el botón derecho y escoja “copia OK” (que fue la que manipulamos) y la abre. Por último haga click en “Restaurar” esperamos un pequeño tiempo y Listo. El móvil ya está desbloqueado.

Desbloquear V3 que Tiene Boot Loader 08.26 Debido a que los Motorola V3, que poseen una versión de booteo superior a la 07.E1, poseen “bloqueos” para que no se los pueda programar con software de uso libre y/o gratuitos, si Ud. posee un celular V3 con una versión de booteo superior a la 07.E1, lo que puede hacer es “cambiar” dicha versión de booteo. Esto se hace con “programitas” que puede bajar de la web, hay muchos: el provisto por scotty2, también de mondongo, o el de lobyzón. Todos estos softwares, lo que hacen es cambiar la versión de booteo instalando en el teléfono la 07.D0, con lo cual el celular ahora se podrá desbloquear por métodos tradicionales, usando programas que puede bajar desde nuestra web. Para hacerlo necesitaremos lo siguiente:

Figura 47

1. Un celular Motorola V3 con boot loader 08.26. 2. Un cable USB para conectarlo a la PC.


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mente (en lo personal lo he probado con éxito tanto con el Motorola Unlocker 2005 como con el P2K Easy Tool.

Realizando un Test Point

Figura 48 3. Los drivers P2K correctamente instalados y funcionando. 4. Windows XP con Service Pack 2. (recomendado). 5. El Programa Downgrade, que en Internet se consigue bajo el nombre “scotty” y que Ud. puede localizarlo desde nuestra web. Aclaro que he utilizado este downgrade con éxito, razón por la cual lo recomiendo. 6. El Programa Moto Unlocker. El procedimiento a seguir es el siguiente: 1. Descomprimimos el “Downgrade 2.0” (en nuestra web, con la clave “telcel” lo llevamos al sitio desde donde puede descargarlo) en una carpeta dentro del disco rígido de su PC. 2. Ejecute el archivo downgrader.exe, le aparece una ventana de DOS con una mensaje “waiting for phone...” tal como se indica en la figura 48. 3. Conecte el celular. 4. El programa comenzará a trabajar y al cabo de unos 10 minutos el proceso terminará. El programa hace primero un backup del celular y luego lo restaurará. Al final del proceso tendrá el celular con la versión 07.D0 de boot loader. Una vez hecho esto, podrá desbloquear el teléfono utilizando cualquiera de los métodos descriptos anterior-

Figura 50

Como explicamos en otras entregas, los microcontroladores de los teléfonos celulares poseen terminales de interrupción a los que se les aplica una tensión determinada a los efectos de que sólo se lo pueda programar empleando “claves” y programas específicos. Cuando quiero realizar un intercambio de datos (programar o flashear), la interrupción actúa y este intercambio no es posible. Una forma de no tener que introducir dicha clave es “quitando” la interrupción que se encuentra en el hardware, normalmente consiste en colocar una resistencia de pull-up en el Terminal de Interrupción, en otros casos se debe hacer una conexión a tierra (masa o GND) en dicha interrupción empleando un cablecito (puente eléctrico), etc. En Internet hay muchos programas que dicen, para cada modelo de celular, qué se debe hacer para conseguir un “test point”. Para Motorola, yo he experimentado varios, ente ellos el de gsmserver.com Figura 49 (proveedor de accesorios para desbloqueo y reparación), tomado de www.rushwhq.com, cuya pantalla principal, que aparece al ejecutar el programa, se muestra en la figura 49. Preste atención a las recomendaciones que indica el programa, luego haga click sobre el modelo que desea realizar el test point, en este caso el V3, y siga las instrucciones (figura 50). Con el test point hecho, puede utilizar cualquiera de los programas que hemos analizado en esta nota, sea cual fuere la versión de boot loader que posea el teléfono celular.

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Liberación y Reparación de Teléfonos Nokia con la Caja RS232 Una vez más digamos que con la caja de trabajo RS232 caja se puede chequear el estado de un móvil, liberarlo, desbloquearlo, realizar reparaciones de software, etc. Para poder realizar estas tareas es preciso contar con un programa que se comunique por puerto paralelo de la computadora y un cable de conexión del teléfono a la caja... ¡nada más! A continuación explicaremos cómo poder realizar la liberación y desbloqueo de teléfonos Nokia. Cables para Teléfonos Nokia Ya dimos los esquemas de contactos para un montón de teléfonos celulares, casi todos los empleados en nuestro mercado que, para el caso de Nokia, se muestran en la figura 51. Sin embargo, si el teléfono con el que Ud. quiere trabajar no se encuentra en dicho artículo (bájelo sin cargo de nuestra web, dirigiéndose al sector de números anteriores de Saber Electrónica), siempre puede recurrir al manual de servicio. En la figura 52 reproducimos una de las hojas del manual de servicio del teléfono Nokia 3220, donde se encuentra el conector que está en la parte inferior del dispositivo y que posee los contactos para conexión FBus y, por ende, para conexión RS232 (ambas son conexiones seriales compatibles a baja velocidad de transmisión de datos). En la figura 53 podemos ver un detalle del conector en el que cada pin cumple la siguiente función: 1 Charge (Tensión de carga, positivo). 2 GND (Masa de la tensión de carga). 3 ACI (ACI - Detección de inserción y quite). 4 VOUT (DC out, Salida de tensión). 5 USB VBUS (Alimentación del USB). 6 FBUS RX (USB D+) 7 FBUS TX (USB D-) 8 GND (Data GND) 9 XMIC N (Entrada de audio, entrada de micrófono). 10 XMIC P (Entrada de audio, entrada de micrófono). 11 HSEAR N (Salida de audio, canal derecho). 12 HSEAR P (Salida de audio, canal derecho).

13 HSEAR R N (Salida de audio, canal izquierdo). 14 HSEAR R P (Salida de audio, canal izquierdo). Teniendo el diagrama del conector, ahora pode-

Figura 51


27 Figura 52

mos armar el cable, sin embargo surge la siguiente pregunta: ¿De dónde saco el conector para enchufar en el teléfono? En algunos casos podrá conseguir conectores en casas de venta de accesorios de celulares, pero generalmente deberá recurrir al conector de un auricular y en otros casos hasta deberá “sacrificar” un cable de conexión por USB. En mi caso, compré un cable DKU2, lo corté y con un multímetro localicé el color de cable que corresponde a cada pin de TX, RX y GND. Luego conec-

Figura 53

té los cables localizados a un conector RJ11 (vea la figura 54) y efectué el armado del conector definitivo para usarlo con mi caja de trabajo RS232, empleando el esquema eléctrico de la figura 55.

Liberación y Desbloqueo de Teléfonos Nokia Ya tenemos la caja RS232, sabemos cómo conectarla a la computadora, también tenemos el cable para conectar el teléfono a la caja y sólo nos resta encontrar el programa que permita realizar dicha operación. En Internet hay varios programas que cualquiera puede bajar, muchos de los cuales no he podido hacerlos funcionar para conseguir mis propósitos. Si bien hay 4 ó 5 que pueden ser empleados, el más

Figura 54

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Figura 55

fácil de usar es el FBUS para Nokia que Ud. puede descargar desde nuestra web: www.webelectronica.com.ar Debe dirigirse al ícono password e ingresar la clave “telcel”. Para ingresar a este sector debe ser socio (es gratuito, sólo debe registrarse) y, por lo tanto, deberá seleccionar la opción “información para socios”. Una vez descargado este programa en el disco rígido de su PC debe ejecutarlo y aparecerá una pantalla

Figura 56

Figura 57

como la de la figura 56. Asegúrese de indicar el puerto COM correcto donde ha conectado la caja, encienda el teléfono (vea las conexiones en la figura 57) y lea la información del teléfono. Al respecto debemos aclarar que siempre “antes de realizar cualquier tarea que implique la escritura de datos en el teléfono” es preciso asegurarse que haya comunicación correcta con el móvil y para ello siempre se lo debe “leer”, ya sea pulsando READ en este caso, o “INFO” en otros o cualquier otra opción de diálogo sin que implique una escritura. Otro dato a tener en cuenta es saber si el celular posee algún “candado” impuesto por los fabricantes para que sólo pueda ser programado por gente autorizada. Cuando esto ocurre, la forma de acceder a la programación y por ende a la liberación del teléfono, es preciso quitar ese candado que suele constituirse como una interrupción por hardware. Para quitar esa interrupción se debe conectar una resistencia de 100Ω en un punto determinado de la placa de circuito impreso, o debe cortarse una pista o resistencia para que desaparezca esa interrupción (a este proceso se lo conoce con el nombre Test Point). En el caso que estamos describiendo no es preciso realizar Test Point para casi ningún modelo de plataforma DCT3 o DCT4. En los teléfonos de plataforma BB5 (como el Nokia 6231, por ejemplo) y otros modelos nuevos, aún no he conseguido programas que permitan la programación sin tener que realizar un test point, es decir, en dichos modelos el método que estamos describiendo mediante el uso del programa FBUS, no aplica. En lo personal, probé este sistema con varios modelos, con resultados satisfactorios y si bien no puedo garantizarlo, me atrevo a decir que es posible aplicarlo a los modelos que figuran en la figura 58. Muy bien, haciendo las aclaraciones necesarias, una vez conectado todo como hemos descripto y ejecutado el programa, haga click en el botón READ para que el FBUS lea la información del móvil (recuerde que el teléfono debe estar encendido y no interesa si tiene el chip o no aunque, como decimos siempre, conviene que no lo


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Figura 58 zar algunos chequeos de hardware (audio sobre todo), también un test del software y varias otras rutinas. Para liberar el móvil sólo debe hacer click en los botones RESET y “LISTO” (figura 60), el móvil ha quedado liberado.

Figura 59

Figura 60

posea cuando Ud. programa cualquier teléfono). Una vez leído el dispositivo, la pantalla de la computadora mostrará una imagen como la de la figura 59. Note que el programa permite reali-

Nota: Recordamos que liberar implica quitarle un candado al teléfono celular para que pueda reconocer chips de cualquier compañía, mientras que desbloqueo es el término que empleamos en Saber Electrónica para indicar que dejamos “todas las prestaciones” de fábrica liberadas de forma que muchas veces queda más memoria disponible al usuario, se puede utilizar el bluetoth o infrarrojo para cualquier aplicación, etc. Otra aclaración importante es que, cuando no puede conseguir un conector, o cuando los contactos RS232 están en el habitáculo de la batería, como en el caso del NOKIA 1100, se debe construir el conector en forma artesanal. Nosotros solemos emplear dos técnicas para construir estos conectores, las que explicaremos en próximas ediciones (puede bajar dicha información desde nuestra web, con la clave telcel). Le recomendamos que ponga en práctica este método con algún teléfono de los que figuran en el listado de la figura 58, ya que en éstos tenemos la casi “certeza” de que establecerá buena comunicación con el móvil.

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Liberación de Teléfonos Nokia de Ultima Tecnología La primera sugerencia es que arme la caja RS232 (también puede comprarla armada, para lo cual puede dirigirse a nuestra web) conéctela a la computadora, conecte el cable a la caja (un extremo) y al teléfono (el otro extremo). Ya estamos en condiciones de “liberar, desbloquear y hasta reparar el software de un teléfono si es que encontramos el programa apropiado”. Navegando por Internet entré a foros de discusión que recomendaban programas de un tal DEJAN Kaljevick, pero habiéndolos bajado nunca había podido “comunicar” al programa con mi Nokia 6131. Cuando me “prestaron” el 7310, como no encontraba los programas que había “bajado” originalmente volví al sitio del autor (http://users.net.yu/~dejan) y descargué algunas aplicaciones, encontrándome con un link que me llevó a sitios donde tenía códigos abiertos de dicho programa. Realizando los trabajos necesarios, conseguí comunicar al teléfono con el programa a través de la computadora y el uso de la caja RS232 como adaptadora de niveles. El programa empleado es el BB5 Unlocker V1.33 y puede ser descargado a partir de links que encontrará en nuestra página web: www.webelectronica.com.ar Debe dirigirse al ícono password e ingresar la clave “telcel”. Para ingresar a este sector debe ser socio y, por lo tanto, deberá seleccionar la opción “información para socios”. Una vez descargado este programa en el disco rígido de su PC debe ejecutarlo (BB5logunlocker.exe) y aparecerá una pantalla como la de la figura 61. Asegúrese de indicar el puerto COM correcto donde ha conectado la caja. Nota Importante: Si el sistemas operativo del Nokia 6131 es inferior a la versión V5.0 no tendrá problemas en seguir los pasos recomendados mientras que para versiones posteriores, antes de comenzar deberá realizar un “Test Point” al móvil, colocando una resistencia de 1kΩ entre el terminal de interrupción del microcontrolador del teléfono y GND. Como el lector sabe, no me dedico al servicio de celulares pero me gusta investigar y es por ello que genero estos informes. Las pruebas realizadas con el 7310 fueron satisfactorias (logré liberarlo para que reconozca chips de cualquier compañía), sin embargo, tal como dice el autor del sitio de Internet investigado, el procedimiento puede aplicar a los siguientes teléfonos celulares Nokia:

3110Classic RAPGSM v1.1 PA 3250 RAGGSM v1.1 PA 5200 RAPGSM v1.1 PA 5300 RAPGSM v1.1 PA 6085 RAPGSM v1.1 PA 6110Navigator RAPIDO v1.12 PA 6136 RAPGSM v1.1 PA 6270 RAGGSM v1.1 PA 6300 RAPGSM v1.1 PA 6310 RAPGSM v1.1 PA 6630 RAP3G v2.10E PA 6680 RAP3G v2.0E PA 6681 RAP3G v2.0E PA 7370 RAPGSM v1.1 PA E50 RAPGSM v1.1 PA E60 RAP3G v2.20E PA E62 RAPGSM v1.1 PA E65 RAP3G v2.20E PA E70 RAP3G v2.20E PA N70 RAP3G v2.20 PA N71 RAP3G v2.20 PA N72 RAP v2.21E PA N80 RAP3GS v2.0E PA N90 RAP3G v2.11 PA N91 RAP3G v2.20E PA N93 RAP3GS v2.0E PA N93i CEBBO2P (RAP3GS) Note que no está ni el 7310 ni el 6131, pero yo “conseguí comunicar a ambos”. Los pasos a seguir son los siguientes: 1) Descargue el programa e instálelo en su computadora ejecutando el archivo Install.bat. 2) Ejecute el programa BB5 Unlocker.exe y fíjese

Figura 61

Figura 62

Liberación, Desbloqueo y Reparación con la Caja de Trabajo RS232 en qué puerto COM está configurado dicho programa (en mi caso apareció en el puerto 1), vea la figura 61 otra vez. Aquí tiene dos opciones: o bien cambia el puerto COM donde está su caja (si no sabe cómo se hace recurra a Saber Electrónica 243 o a la información que brindamos en nuestra web) o bien modifica el programa BB5 Unlocker, para que se comunique con el puerto COM donde está conectada la caja RS232. Para modificar el programa, diríjase a la carpeta donde ha instalado el programa, abra el archivo “bb5_unlocker.cfg” y modifique la opción del puerto COM. Yo recomiendo cambiar el número del puerto COM de la computadora. 3) Encienda el teléfono y haga click en el botón READ PHONE del programa “BB5logunlocker.exe”. El programa comenzará a leer los datos desde el móvil (figura 62).

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Figura 63

Figura 64

4) Pulsamos sobre “Make Log”. El programa comienza a trabajar y en un determinado momento nos dice que el LOG está completo (figura 63). 5) Abrimos la carpeta donde está instalado el programa que estamos usando SIN CERRAR ningún programa y ejecutamos el archivo BB5_Calc.exe, aparecerá una ventana que diga Done. 6) Volvemos a la ventana del programa principal y hacemos click sobre el botón “SP Unlock” y aguardamos a que el soft termine de trabajar. Aparecerá en la ventana la información de que el proceso terminó satisfactoriamente (figura 64). La primera aclaración que quiero realizar es que si bien lo dado es como una receta de cocina, el proceso tiene su lógica de trabajo. A mí me ha funcionado en sistema operativo Windows XP, en el puerto COM1 y en Windows Milenium en el puerto COM8. La segunda aclaración es que el Nokia 6131 no quedó liberado en la primera chance, dado que el programa me indicaba que no había comunicación con el teléfono. Tuve que realizar la operación varias veces hasta que conseguí la versión V1.33 y funcionó sin problemas en Windows Milenium. En la figura 65 muestro la imagen de otro programa que “descargué” del mismo sitio de Internet, con el cual al principio “dañé” el software de mi 6131, por lo cual tuve que cargar el back-up que había hecho del mismo. Dicen en algunos foros que es una buena herramienta, pero habiendo consultado a los expertos en Nokia aún no tengo una opinión formada sobre el tema.

Figura 65 Para terminar, en el epígrafe verá una imagen que posee diferentes móviles Nokia (de distintas tecnología), esto es porque en la próxima edición daremos un resumen de liberación de los teléfonos Nokia más solicitados según la encuesta que realizamos tanto en Seminarios como por Internet. Si Ud. tiene mucha prisa, puede bajar el informe de Internet con la clave “liberonokia” Como puede apreciar, en este tomo hemos “explicado” cómo se comunican los teléfonos celulares a través de su puerto de comunicaciones, dimos el diseño de un adaptador para conectar a casi cualquier teléfono con el puerto COM de una computadora y explicamos la forma de emplear programas gratuitos para realizar la liberación, el desbloqueo y la reparación de software de teléfonos celulares de marcas Siemens, Nokia y Motorola. En el tomo 44 de la Colección Club Saber Electrónica (a publicarse tres meses después de la aparición

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de este tomo) volveremos a “retomar” el tema de los teléfonos celulares, explicando cómo se arman los conectores y qué programas se deben emplear para reparar y liberar teléfonos celulares Alcatel y Sony Ericsson entre otros. ¡Hasta entonces!

DESCARGUE MÁS DE 1GB DE INFORMACIÓN:

CURSOS, PROGRAMAS, MANUALES DE SERVICIO, VIDEOS, MODELOS DE CABLES, JUEGOS, TONOS, ETC. Por ser lector del Club Saber Electrónica le brindamos a todos los lectores la posibilidad de descargar de nuestra web diferente bibliografía, herramientas y utilitarios para trabajar con teléfonos celulares. Para acceder a esta información, simplemente ingrese a nuestra web, haga click en el ícono password e ingrese la clave “feb08”. Abajo damos algunas de las “cosas” que puede descargar: 1) Textos y Libros: 1.a) Manual de Java en Español. 1.b) Manual para Aprender Multimedia. 1.c) Manual Técnico para Desarrolladores. 1.d) Libro Telefonía Proyectos. 1.e) Libro Comunicaciones. 1.f) Libro Telefonía Celular, carga, trucos y Desbloqueo. 2) Fondos Animados: Más de 7500 archivos de fondos animados de diferentes categorías, que pueden ser cargados en teléfonos celulares. 3) Ringtons: Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para “preparar”

un teléfono para cargar ringtons (y programas para hacerlo). Tiene más de 20.000 archivos (tenga en cuenta que muchos son tomados de Internet con fines didácticos y que debería solicitar permiso al fabricante para poder utilizarlos). 4) Juegos: Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para “preparar” un teléfono para cargar juegos (y programas para hacerlo). Tiene más de 2600 archivos (tenga en cuenta que muchos son tomados de Internet con fines didácticos y que debería solicitar permiso al fabricante para poder utilizarlos). 5) Melodías: Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para cargar melodías en diferentes formatos (incluso mp3). Tiene más de 1600 archivos de melodías. 6) Modelos de Cables: Descargue archivos de circuitos para construir cables que permitan conectar un teléfono a la computadora. También se dan sitios de Internet para que pueda realizar búsquedas en caso que no esté el modelo que Ud. precisa. 7) Programas Contiene programas y utilitarios que permiten trabajar con teléfonos celulares para realizar diferentes funciones con equipos de distintas marcas. Son más de 40 programas listos para ser instalados y que pueden ser utilizados para la liberación con la Caja de Trabajo RS232, aún para los teléfonos de última tecnología. 8) Salvapantallas Se dan archivos de los diferentes pasos que se deben seguir para “preparar” un teléfono para cargar salvapantallas - screensavers (y programas para hacerlo). 9) Utilitarios y Videos: Contiene diferentes aplicaciones y videos para aprender a flashear, desarmar teléfonos, aprender a reparar, etc. 10) Manuales de Servicio: Manuales de servicio completos y fotografías de teléfonos celulares usados en América Latina.

Electrónica Para Todos A continuación, describiremos una serie de notas “destacadas” que han sido publicadas en ediciones internacionales de Saber Electrónica y que tienen por objeto “brindarle” información útil al lector. Básicamente se trata de “Artículos de Tapa o Artículos de Portada” y Proyectos con Montajes que sirven como base para que pueda descargar temas completos de Internet. Si Ud. está interesado en ampliar los temas que se describen a continuación diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono password e ingrese la clave “club41cel”, podrá descargar sin cargo hasta 9 revistas completas que poseen los temas que a continuación desarrollaremos.

Le proponemos el estudio de un curso que le enseña el funcionamiento de las diferentes etapas que constituyen a los teléfonos celulares de tecnología GSM. Nuestra idea es proporcionar conocimientos para que los estudiantes, técnicos e ingenieros puedan solucionar diferentes problemas que involucren a estos aparatos. Es necesario aclarar que para realizar este trabajo nos basaremos en los manuales de servicio de equipos de diferentes marcas, comenzando con el diagrama en bloques de un teléfono Sony y prosiguiendo con análisis detallados de unidades Motorola, dado que los desarrolladores de dicha empresa han tomado un cuidado especial en la elaboración de manuales, incluyendo etiquetas y diferentes colores para el seguimiento de las señales en los circuitos de las distintas etapas. Empezamos explicando cada uno de los bloques que integran a un teléfono celular, desde el circuito de antena hasta el sistema de apoyo del microcontrolador final que le permite comunicarse con el exterior. Para la explicación elegimos un teléfono Motorola de Nivel 3 porque puede operar tanto con tecnología GSM como CDMA y porque también puede operar en la banda de 2.1GHz en UMTS. Para la comprensión de este texto es preciso que el lector posea conocimientos de telefonía y de tecnologías utilizadas para telefonía celular, temas que fueron desarrollados en otras ediciones de Saber Electrónica y del Club Saber Electrónica y que Ud. puede bajar sin cargo de nuestra web www.webelectronica.com.ar, haciendo click en el ícono password e ingresando la clave: c u r s o c e l. Ud. debe ser socio del Club SE, lo cual es gratuito y puede concretar en la misma web. ¿Por qué es un curso? Porque Ud. tiene la oportunidad de ampliar cada tema expuesto en este tomo de colección y hasta “inscribirse” (o registrarse) como alumno regular y así poder hacerme consultas sobre telefonía celular de modo que cuando esté seguro de haber aprendido lo suficiente pueda rendir un test de evaluación (también por Internet) y al aprobarlo bajarse un Diploma que certifica que aprobó este curso. Cabe aclarar que en la sección a la que ingresa con la clave “cursocel” posee además un curso sobre mantenimiento, reparación, flasheo y liberación de teléfonos celulares y hasta un apartado con notas y videos sobre liberación de teléfonos celulares de diferentes marcas y modelos. Por último, en el tomo 41 de la colección Club Saber Electrónica habíamos mencionado que este ejemplar describiría la forma de trabajar con teléfonos celulares Sony Ericsson y Alcatel entre otras marcas pero decidimos “reprogramar” el contenido para que pueda conocer mejor a los teléfonos celulares por dentro; sin embargo, Ud. puede descargar todo ese material de nuestra web y hasta videos que lo guiarán paso a paso en el servicio de dichos aparatos. Club Saber Electrónica Nº 44. Fecha de publicación: AGOSTO de 2008. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

COMO FUNCIONAN

LOS

GENERALIDADES

DIAGRAMA

Y

TELEFONOS CELULARES. EN

BLOQUES

DE UN

MOVIL ..............................................................3 Diagrama en bloques de la sección de RF de un teléfono celular Sony .............................................3 Diagrama en bloques de sistema de banda base .5 Diagrama en bloques de la etapa de audio...........6

EL CIRCUITO

DE

ANTENA ..................................7

Introducción............................................................7

CIRCUITO DE RECEPCION GSM DE UN MOVIL. CIRCUITOS FRONT END Y BACK END ................10

Funcionamiento de este integrado MAX2309 .....31

PROCESAMIENTO

DE

SEÑALES. PROCESAMIENTO

DE LAS SEÑALES WCDMA EN BANDA BASE

“HARMONY LITE”. EL SINTETIZADOR. BLOQUE TRANSMISOR DEL HARMONY LITE.....................35 Introducción..........................................................35 El sintetizador de señales WCDMA.....................38 El transmisor del Harmony Lite............................38 El MAX2363 .........................................................41

MAX 2363 - TRANSMISOR WCDMA. EL MODULADOR DE TRANSMISION DE UN CELULAR 44 Introducción..........................................................44

Introducción..........................................................10 El circuito FRONT END .......................................10 El circuito BACK END. Funcionamiento del U500 Magic LV ..............................................................13

PA AMPLIFICADOR DE POTENCIA DE TRANSMISION WCDMA.......................................................48

FUNCIONES DEL CONTROL DEL CIRCUITO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES (MAGIC LV) ......17

CARGA

Introducción..........................................................17

SISTEMA

EL SINTETIZADOR / TRANSMISOR DEL CIRCUITO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES .........................21

Introducción..........................................................55 La Recepción de audio ........................................55 La Transmisión de audio .....................................57 Etapa de audio de potencia & PCAP ..................60 Procesador de banda base..................................60

Introducción..........................................................21

EL CIRCUITO DE VCO Y EL AMPLIFICADOR FINAL GSM.............................................................24 Descripción del oscilador controlado por tensión de un teléfono celular................................................24 Descripción del Amplificador PA GSM ................24

EL CIRCUITO CONVERSOR WCDMA MAX 2388 .27 Introducción..........................................................27 Que es WCDMA? ................................................27

EL SISTEMA

DE

FI

PARA

WCDMA MAX2388 .31

Introducción..........................................................31 Director de la Colección Club SE Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción: Pablo M. Dodero Autor de esta edición: Ing. Horacio D. Vallejo Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina

Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo Administración Argentina: Teresa C. Jara Administración México: Patricia Rivero Rivero Comercio Exterior Argentina: Hilda Jara Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero

Introducción..........................................................48 El Amplificador de salida TX................................48 DE

BATERIA

DE UN

TELEFONO CELULAR51

El Regulador de voltaje........................................52 DE

BLUETOOTH

AUDIO

DE UN

EN LOS

TELEFONO CELULAR 55

TELEFONOS CELULARES ....65

Introducción..........................................................65 Más sobre Bluetooth ............................................68

GPS

EN LOS

TELEFONOS CELULARES .............69

Introducción..........................................................69 GPS en los teléfonos celulares............................73 Póngale GPS a su celular....................................74

LA CAMARA Y EL PROCESADOR DE MANEJO DE PUERTOS .......................................................75 Introducción..........................................................75 El patrón RGB de Bayer ......................................75 Helen: El procesador de apoyo ...........................78 Director Club Saber Electrónica: Luis Leguizamón Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo Coordinador Internacional José María Nieves Publicidad Argentina: 4301-8804 - México: 5839-5277 Staff Víctor Ramón Rivero Rivero Olga Vargas

Liliana Vallejo Mariela Vallejo Javier Isasmendi Ramón Miño Fernando Ducach Areas de Apoyo Teresa Ducach Disprof Fernando Flores Paula Vidal Raúl Romero Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Luis Leguizamón

Vallejo, Horacio - Un teléfono celular por dentro / dirigido por Horacio Vallejo. - 1a ed. - Buenos Aires : Quark, 2008. 80 p. ; 28x20 cm. ISBN 978-987-623-074-2 1. Electrónica. I. Vallejo, Horacio, dir. II. Título CDD 621.3

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Fecha de catalogación: 30/06/2008

Diagrama en Bloques de la Sección de RF de un Teléfono Celular Sony La figura 1 muestra el diagrama en bloques del sistema de transmisión y de recepción de un teléfono celular Sony de banda dual que opera con tecnología GSM. Note que el teléfono opera en las bandas de 900MHz y 1.8GHz; es decir, se trata de un equipo que no va a funcionar en determinados países de la región, pero la explicación que brindamos es válida para todos los teléfonos de características similares. La antena se acopla mediante un interruptor mecánico (se trata del sistema de encastre de la antena) y luego por medio de una llave electrónica recibe la señal desde el transmisor o envía la señal hacia el receptor. Sobre la línea de transmisión, entre la antena y el interruptor mecánico se coloca un conector para poder colocar una antena externa cuando su uso sea necesario. El interruptor es tal, que al colocar la antena externa se desconecta la antena fija. El receptor consiste entonces, en dos etapas de RF separadas para funcionar en E-GSM y DSC, por medio de un filtro de superficie (SAW) para la banda de 900MHz y por medio de un filtro cerámico para la banda de 1800MHz. Un primer filtro GMSK (Gaussian-filtered minimum shift keying, filtro gaussiano de mínimo ruido) lleva las señales, ya sea de 1800MHz o 900MHz, a un valor de frecuencia intermedia de 440MHz. La señal de FI de 440MHz es amplificada y nuevamente convertida por un demodulador IQ (demodulador de fase o de cuadratura) de modo que las señales resultantes son detectadas y filtradas para obtener las señales I (fase) y Q (cuadratura) que serán procesadas por las etapas de voz, de acuerdo con las indicaciones dadas por el microcontrolador. Para poder realizar estas tareas con éxito, se emplea un oscilador a cristal de 13MHz VCTCXO

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Figura 1

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(voltage-controlled-temperature-compensated crystal oscillator, oscilador a cristal controlado por tensión con compensación de temperatura). Dicho oscilador genera la señal de clock para el PLL y las etapas de banda base. En la etapa transmisora, la señal que llega en banda base se modula en una etapa “ModuladoraGMSK” para llevarlas a portadoras de las bandas de 900MHz y 1800MHz. Vea que la modulación se realiza por medio de dos osciladores controlados por tensión (VC0), uno de 195MHz para GSM y otro de 325MHz para DCS 1800. Estas conversiones se realizan por medio de moduladores balanceados IQ y un posterior bloque sumador (APC

Loop). Cabe aclarar que todas las señales IQ y de RF son tratadas en moduladores balanceados para disminuir interferencias (crosstalk effects). De acuerdo con las recomendaciones para GSM, el transmisor y el receptor nunca son activados al mismo tiempo.

Diagrama en Bloques del Sistema de Banda Base El sistema de banda base consiste en dos circuitos integrados, uno digital (IC1) y otro analógico (IC2), figura 2. La memoria externa que se puede

Figura 2


Figura 3

manejar es de 36 MBits, 32MBits para la Flash ROM y 4MBits para la memoria SRAM. El circuito integrado digital IC1 se encarga de procesar la señal GSM que ya está en banda base, de acuerdo con los protocolos de comunicaciones establecidos en el estándar ETSI. Este circuito integrado digital se encarga de procesar las señales por medio de un proceso digital DSP (Digital Signal Processing) de acuerdo a un programa interno y a los datos que se encuentran en la memoria. Para efectuar todas estas tareas, este circuito integrado posee al “corazón” del teléfono, que es el microcontrolador que efectúa las diferentes operaciones, apoyándose en una memoria RAM interna. El circuito integrado digital también posee el circuito de reloj y varios puertos y compuertas CMOS para comunicarse con otros elementos. En definitiva, es un integrado que realiza las tareas de codificación y decodificación necesarias para establecer las diferentes señales de transmisión y recepción. El integrado analógico IC2 posee un sistema A/D-D/A (conversor analógico/digital y digital/analógico) que permite el procesamiento de las señales IQ y de las señales de voz. Este integrado posee todas las etapas que permiten el procesamiento de las señales de voz, las inter-


fases para procesar los señales I (fase) y Q (cuadratura) que pueden soportar los modos “single slot” y “multi slot”. También posee circuitos auxiliares para el control de RF, un regulador de tensión (provee una tensión regulada), el control de carga de la batería y el sistema de análisis de encendido del teléfono. Este circuito integrado también posee un sistema que genera la tensión de alimentación y la tensión de reset. Para comunicarse con IC1 posee un puerto serial en banda base (BSP) y un puerto para comunicaciones de voz (VSP), ambos permiten comunicarse con el DSP. También posee un puerto serial UPS para comunicarse con el microcontrolador de IC1 y un puerto serial TSP para comunicarse con la unidad de procesamiento de tiempo real (con el reloj), para que ambas etapas estén en sincronismo.

Diagrama en Bloques de la Etapa de Audio En la figura 3 se muestra este bloque, que es un sistema multitarea que se encarga de activar el micrófono, los parlantes (bocinas) y el timbre del vibrador. En este caso, la frecuencia de vibración es de 130Hz. *********

I n t roducción La recepción de señales en todas las bandas por medio de un teléfono celular comienzan en la antena del móvil, ya sea externa o interna. En la figura 1 podemos apreciar un diagrama en bloques de la etapa de antena de un teléfono Motorola Nivel 3 (en este caso hacemos referencia a un equipo A920 que además de las bandas normales de trabajo, también opera en UMTS en 2.1GHz). M001 es un interruptor mecánico que une a la antena con el circuito interno y que desconecta a la antena del teléfono del circuito interno cuando se conecta una antena externa. El camino de la señal de RF “cambiará” entonces, cuando se conecte una antena externa al conector macho del tipo SMA. La señal (ya sea proveniente de la antena del teléfono o de una antena externa) llega a un FEM (Front End Module o módulo de salida) que se encarga de seleccionar “el sistema” de trabajo y proveer las condiciones de operación para dicha banda (seleccionará entre EGSM, DCS, PCS Y WCDMA). La selección para trabajar con tecnología GSM se realiza mediante líneas de control que en el diagrama en bloques tienen el N_BAND_1 y N_BAND_0_G. La selección de modo es hecha por líneas de control (HL_TX_EN, RX_EN_LIFE, N_GSM_EXC_EN, y GSM_EXC_EN). Note la forma en que se recepcionan señales WCDMA. Existe un “arreglo circuital” que permite que mientras que el teléfono esté trabajando en un sistema GSM en cualquier banda, éste pueda descubrir señales de una estación de base de WCDMA. El microcontrolador podrá tomar la decisión de “sincronizarse con sistema WCDMA, en función de cómo esté programado. De la misma manera, si el móvil está operando en WCDMA y se detecta una estación base EGSM se podrá tomar la decisión de emigrar de WCDMA hacia EGSM para que el celular siga funcionando


(ahora con otro sistema, de acuerdo con lo detectado de la estación base). Esto no será posible para señales de estaciones base que operen en las bandas PCS y DCS. Las señales recibidas en la antena entre 2110 y 2170MHz verán el interruptor de RF como un circuito abierto en cualquier posición. Por consiguiente, las señales de RX WCDMA (WCDMA_RX) serán enviadas hacia el receptor WCDMA a través del bloque FL010. Este bloque debería tener una pérdida de inserción máxima de ~0.5dB. Para otra banda que no sea WCDMA, FL010 se comporta como un circuito abierto, impidiendo a las señales llegar hasta el receptor WCDMA. Q902 es un dispositivo FET dual que se emplea para seleccionar la función N_BAND_) o la señal proveniente del bloque MAGIC LV a la función múltiple de la señal de control de N_BAND_0 que viene de la Magic LV. Con el empleo de Q902, N_GSM_EXC_EN seguirá a la banda N_BAND_0. Q906 es otro sistema de selección tipo FET dual para la selección entre GSM y WCDMA durante la Figura 1


transmisión. Durante condiciones de transmisión WCDMA, HL_TX_EN estará en un estado alto. Esto abrirá los interruptores FETs en Q906, incapacitando cualquier función de señal de líneas de control NB_EXC_EN como N_BAND_0. Q901 es usado para invertir la señal de control que viene de Q906. Evidentemente, si Ud. no está familiarizado con sistemas de transmisión y no conoce los principios de funcionamiento tanto de la tecnología CDMA como de GSM, seguramente no va a poder comprender las funciones recién especificadas pero “tendrá una idea” de cómo es el procesamiento de las señales en torno de la antena del celular. En la figura 2 se reproduce el circuito eléctrico del circuito de antena de un móvil Motorola 920 en el que podrá encontrar en qué consiste cada uno de los bloques nombrados. Cabe aclarar que estamos empleando una serie de términos que el lector debería conocer para comprender la explicación que se está brindando y que más adelante encontrará un vocabulario que lo podrá ayudar cuando se le presenten dudas sobre algún término. ********************

Figura 2


I n t roducción Es evidente que todos los teléfonos celulares hacen lo mismo (desde el punto de vista de comunicaciones) y por ello lo explicado sobre la etapa de un móvil puede extenderse a todos los aparatos. Continuando con la descripción de las diferentes etapas que componen a un teléfono celular, en este apartado describiremos el diagrama en bloques de la etapa de recepción para la tecnología GSM. Veremos la etapa “final” y luego la descripción del sistema que controla a este circuito, cómo se realiza la conversión de señal para obtener información digital que pueda ser procesada por el microcontrolador del teléfono. La explicación la haremos en base al denominado “Magic LV”, circuito integrado (denominado como U500 en celulares Motorola) que, como veremos, es el “corazón” del sistema.

El Circuito Fro n t E n d Una vez que una señal es detectada en la antena de un móvil, ya sea EGSM, PCS o DCS, primero pasa por circuitos tipo “balun” (balanced-unbalanced) que convierten a dicha señal en “balanceada respecto de un punto de referencia” (convierte una señal desequilibrada a la condición de línea equilibrada, tal como sucede en un sintonizador de un receptor de televisión) para luego ser conducida al circuito integrado, que realiza su tratamiento y que en el diagrama en bloques de la figura 1 corresponde al “LIFE U625”. Al respecto, reiteramos que hacemos la descripción de cada etapa basándonos en un teléfono Motorola Nivel 3 A920, pero que lo explicado se aplica para saber cómo funciona cualquier teléfono celular con similar tecnología. Los balunes suelen introducir pérdidas del orden de 1dB.


El circuito integrado U625 posee un amplificador de bajo ruido (LNA) que le da a la señal el nivel apropiado para su tratamiento, un oscilador controlado por tensión (VCO) y una etapa mezcladora convertidora para llevar a la señal recibida a banda base. Dentro del integrado, la señal recibida es mezclada con una señal para obtener una Frecuencia Intermedia Muy Baja (VLFI) del orden de los 100kHz. Se emplea esta configuración para mejorar la salida del oscilador local (LO) cuya señal será mezclada con la recepcionada por la antena y que ingresa al integrado luego de ser equilibrada por el balum. En esta etapa se realizan compensaciones de corriente continua, con el objeto de obtener una señal menos ruidosa. En el diagrama en bloques de la figura 1, se obtienen diferentes conversiones según que la señal sea GSM, DCS o PCS. Luego del tratamiento de la señal recepcionada tenemos, a la salida del integrado U625, las señales de fase (I) y cuadratura (Q).

Para que el circuito integrado LIFE funcione sincrónicamente, se envían señales SPI de datos y reloj desde una etapa “MAGIC” (regulador de tracking y tensión de aislación del VCO). El integrado de tratamiento de señal de RF (U625 ó LIFE) posee cuatro amplificadores de bajo ruido (de los cuales sólo se emplean tres) con dos caminos en cuadratura para la señal: uno que puede ser usado para la banda baja de 850MHZ ó 900 MHz (GSM de 850MHz ó 900MHz) y otro para la banda alta en DCS de 1800MHz (1805MHz a 1880MHz) ó en PCS de 1900MHz (1930MHz a 1990MHz). Todos los amplificadores son programables mediante interfase SPI (Serial To Parallel Interface, interfase serie a paralelo). Un bus SPI consiste en tres señales: SPI_DATA SPI_CLOCK SPI_LATCH

Figura 1


Figura 2


Generalmente a esta interfase se la emplea para controlar una señal interna por medio de un controlador externo, que es lo que ocurre con los VCOs del LIFE que deben ser controlados por el bloque MAGIC_LV. La señal RX_VCO es reenviada al prescaler de entrada con una frecuencia que dependerá del canal seleccionado. La señal en este canal tiene una amplitud de 30dB. LIFE contiene tres osciladores controlados por tensión (RX_VCO) los cuales operan a frecuencias del orden de los 4GHz. Los tres osciladores internamente se tratan para que provean señales en perfecta cuadratura según la banda seleccionada (en este ejemplo empleamos las bandas GSM = 900MHz, DSC = 1800MHz y PCS = 1900MHz). La señal de entrada de RF de sintonía (RX_TUNE) proveniente del procesador de entrada (MAGIC_LV) selecciona la frecuencia de oscilación del VCO a través de la aplicación de una tensión comprendida entre 0,5V y 4,5V. De esta manera, las frecuencias de oscilación de cada VCO local dependerá de cada tecnología o banda y será: DCS: 3610MHz - 35759MHz, EGSM: 3700MHz - 3838MHz, PCS: 3859 - 3980MHz. La señal de AGC (control automático de ganancia) es provista por un amplificador (común a las tres bandas) y compartida por los cuatro amplificadores. La ganancia del amplificador de AGC se controla por medio de la tensión presente en un “pin”, utilizando un conversor DA de 6 bits. El seteo del AGC se realiza mediante las líneas de programación SPIDATA, SPI_CLK y SPI_CE (figura 2). El integrado LIFE tiene un detector de RF interno en la entrada del amplificador de AGC. El nivel de salida de corriente continua detectado será comparado contra una señal de referencia, que es seleccionable por medio del bus SPI, de modo que el umbral pueda ser puesto a 0dB, 3dB, 6dB, o 9dB debajo del nivel, que causa el mal funcionamiento de mezclador.

Si el nivel de la señal detectada es superior al nivel de referencia, la línea AGC_GLAG irá a “1” lógico, el MAGIC_LV recibirá este cambio de nivel en la línea y cambia la ganancia del AGC hasta el nivel necesario que haga que desaparezca ese “1” en AGC_FLAG y vuelva a “0”. Aclaremos nuevamente que tanto las señales de fase (I/IX) como las de cuadratura (Q/QX), tienen una frecuencia del orden de los 100kHz y representan valores bajos de frecuencia intermedia (VLIF). El pin de entrada RX_EN_LIFE controla el estado ON/OFF del receptor y del circuito PLL. Para amplitudes de la señal presente en la antena del orden de –50dB, se espera tener una señal de VLFI de salida pico a pico del orden de 1mVpp.

El Circuito Back - End Funcionamiento del U500 Magic LV En la figura 3 podemos ver el diagrama en bloques del sistema “back end” de recepción de un teléfono celular. Note que el primer bloque es la etapa Front End (GSM RX Front End). El circuito integrado Magic LV, entre otras cosas, procesa las señales para las bandas EGSM, DCS Y PCS (VLIF: RX_I, RX_I_X, RX_Q, Y RX_Q_X) que son recibidas y enviadas a un primer bloque de recepción (un circuito integrado llamado LIFE). Simplemente, el MAGIC_LV realiza una conversión analógica a digital de las señales de fase y cuadratura (I/Q), y envía los datos al procesador (POG) a través de una interfase SSI (interfase serie sincrónica)). El MAGIC_LV también tiene un amplificador de FI digital programable, capaz de mejorar el rechazo de la frecuencia imagen. En este circuito integrado, cada canal posee un Amplificador Mezclador (PMA), un filtro pasivo de dos polos integrado (IFA), un amplificador adicional seguido de un filtro activo programable de dos polos “antisolapamiento (principalmente requerido para encontrar señales interferentes, Anti Aliasing Filter). Luego se tiene un conversor ADC pasabajo tipo sigma-delta, con un oscilador (clock) programable de sobremuestreo OVSCLK (sacado del oscilador de referencia) igual a 13MHz para un espacia-


do de canal (ancho de banda) de 200kHz, con una señal de 13 bits. Luego de los conversores sigma - delta, en cada canal se colocan detectores digitales y fitros. De esta manera, las señales resultantes se comparan con un nivel definido por un detector de nivel (DET_LVL). Si cualquiera de los niveles detectados excede el umbral programado, entonces el pin DET_FLAG es puesto en alto. Esto indica que el nivel de señal es muy alto para el modulador de delta sigma. DET_FLAG es leído por el procesador, que responderá programando o

ajustando el nivel de AGC (control automático de ganancia) de modo que la señal vaya bajando, proceso que continúa hasta que el pin DET_FLAG tome nuevamente un nivel bajo. Las salidas de los moduladores de sigma-delta son procesadas digitalmente a través de un circuito de cancelación de ruido y filtros. Un segundo oscilador local digital programable (LO), basado en datos leídos desde la memoria ROM, genera oscilaciones digitales en cuadratura, con corrección programable de ganancia/fase (llamado multiplicador balanceado complejo, Balanced Complex Mod) que

Figura 3


Figura 4


llevan a las señales I/Q (fase y cuadratura) a banda base por medio de cuatro mezcladores de cuadratura, que proporcionan el rechazo de imagen de los canales adyacentes. Un oscilador digital de cuadratura (Dig Quad Osc) se encarga de realizar la corrección de ganancia y de fase, para compensar los desajustes de las señales fase y cuadratura que se producen durante su procesamiento. Luego de la conversión a banda base y de la reducción de la señal imagen, las señales de fase y cuadratura son procesadas por filtros digitales encargados de dar “selectividad” al canal (lo que significa que estos filtros son de alto factor de mérito) y un fuerte rechazo al ruido. Un bus serie que consiste en SDFS Y SDRX, transmitirá los datos RXI y RXQ en un formato de 2 señales complementarias. BDR y BFSR son salidas del


MAGIC LV. BFSR es una señal de formación que marca el principio de transferencia de las señales de fase y cuadratura I/Q. BDR es el conjunto de datos seriales. El reloj usado para la transferencia serial es BCLKR. Cuando NB_RX_ACQ toma el estado alto, MAGIC LV activará la interfaz SSI en la sección de “receptor digital”. De esta manera comenzará la transmisión de información sobre el bus serial como una sucesión normal de datos I y Q que son reconocidos y procesados internamente por el receptor digital. Por último, en la figura 4 se tiene el diagrama en bloques de las etapas intervinientes en este proceso, razón por la cual deberemos analizar los bloques FL500 y FL510, tema que desarrollaremos más adelante. ************************

I n t roducción Hemos visto que en los teléfonos Motorola Series 920/925, el procesamiento final de las señales de RF para las bandas EGSM, DCS y PCS que está a cargo de un sistema funcional llamado MAGIC LV. Vimos cuál es el proceso de la señal durante la recepción y quedó establecido que las diferentes funciones deben ser controladas para el establecimiento de una comunicación. Ahora veremos cómo se realiza el control de estas funciones en el MAGIC LV. El circuito MAGIC LV contiene 4 reguladores de tracking (rastreo) y un superfiltro, que generará las tensiones de referencia para la mayor parte del IC así como para el circuito “front end” y del VCO principal. Los reguladores de tracking se alimentan a través de los pines REG_REF (vea en la figura 2 la relación de estos pines con U510 y C514). Los voltajes de referencia son filtrados y conducidos adecuadamente (buffereados) para el empleo sobre el circuito integrado. Estas tensiones deben realizar el tracking (el rastreo) dentro de un rango de 1.5%. La tensión de alimentación se aplicará a los reguladores de tracking, de modo que provocará un aumento sobre la línea REG_REF a los efectos de que se realice el “rastreo” correcto de la señal hasta que este valor baje a su potencial normal. Ahora bien, para la fuente externa del VCO se emplea un superfiltro. Este superfiltro está en cascada con un regulador externo y cualquier “filtración” o interferencia con el IC tendrá que proporcionar un rechazo de 80dB, de modo que por cada 0,1V en el VCO habrá un corrimiento de frecuencia de 217Hz con un “risetime” (tiempo de subida) de 20µs. Esto significa que la tensión de alimentación de la batería se incrementará en 0,1V por cada 217Hz de


variación con un tiempo de subida de 20µs y un ciclo de actividad de 0,125V. Este superfiltro usa un transistor de paso interno, que es capaz de conducir una corriente de 30mA con una diferencia de tensión menor de 0.4V entre los pines SF_SPLY y SF_OUT. En el pin SF_SPLY se debe colocar un capacitor de 1µF. Como el superfiltro “rastreará” la señal sobre SF_SPLY, se tendrá que sensar la energía durante el reset para “eliminarla” cuando sea necesario, aún cuando la tensión de alimentación permanezca activa. Todas las tensiones de alimentación dentro del IC deben estar dentro del 5% de sus valores finales después de transcurridos 5 milisegundos de detectado un evento en el POR_LB. Para esta finalidad se usa la tensión sobre el circuito de reset dentro del oscilador a cristal de referencia. El MAGIC_LV tiene dos juegos de interfaces SPI; un juego es para manejar la interfaz de control para el integrado LIFE (líneas AUXSPI) y otra como interfaz con POG (líneas SPI). AUX_SPI_DX es la línea de entrada de datos serial. AUX_SPI_CLK es la línea de entrada de reloj, de modo que los datos que cambian ocurren en el flanco (borde) creciente de esta señal. LIFE_CE es la línea de habilitación del reloj que se activa con un nivel alto para el integrado LIFE. MAGIC_LV integra un sistema conversor digital analógico (D/A) y controla la lógica para generar las

rampas de control del amplificador de potencia. Además, MAGIC_LV integra los amplificadores operacionales y comparadores que reciben la salida detectada del amplificador de potencia y crea el voltaje de control necesario para manejar el puerto de control del amplificador de potencia basado en las rampas de control. Cuando TX_KEYM va a estado alto, el regulador de rampa recibe una entrada positiva. Esto hará que el pin AOC_DRIVE directamente se eleve, lo que a su vez causará que la salida PA también se eleve. El aumento de la tensión de salida PA hará que DET_AOC comience a elevarse hasta que el nivel de corriente continua sobre DET_AOC exceda el nivel de corriente continua sobre DET_REF por la compensación del detector de RF, que hará una comparación con el nivel de referencia. En este punto el comparador "Detector Activo" pasará al nivel bajo y comparará el nivel de voltaje de entrada al integrador con el regulador de rampa. Esto causará que el nivel PA deje de elevarse, manteniendo el nivel presente como determinado por la comparación de los 8 bits del regulador de rampa. El lazo de control de PA necesita ahora una tensión mínima para mantener el sistema de control en un lazo cerrado. El circuito MAGIC LV utiliza dos líneas SPI - GPO que son usadas para controlar las bandas de operaFigura 1


ción de los circuitos de RF GSM. Ellos son N_BAND_0 y N_BAND_1. Cuando MAGIC LV va hacia el estado “ahorro de batería” deja de alimentar las secciones de recepción analógica (vía RX_EN_LIFE), El AOC, el sintetizador

principal y el superfiltro. Con esto nos aseguramos que, en condiciones de reposo, el teléfono tendrá un consumo mínimo, permitiendo una mayor duración de la carga de la batería. **********

Figura 2


I n t roducción En los teléfono Motorola 920/925, hay un bloque funcional encargado de realizar el procesamiento de las señales llamado MAGIC LV. Ya hemos explicado el procesamiento de las señales de RF para las bandas EGSM, DCS y PCS durante la recepción y cómo se realiza el control de estas funciones. A continuación veremos la sección del sintetizador de frecuencias para la transmisión. El Circuito de Procesamiento de Señales (MAGIC_LV) interactúa con el procesador de banda base (POG), recibiendo datos SSI para la transmisión en DMCS (la entrada digital para comenzar la modulación Tx: línea DMCS_MAGIC LV, en el diagrama en bloques de la figura 1). También recibe la señal de reloj para una transferencia serial o sucesiva en la línea TXCLK y los datos propiamente dichos en la línea SDTX (Tx datos en serie) de POG. Tanto el bit actual de los datos seriales como los tres bits sucesivos, se usan para establecer una de 16 formas de onda posibles basadas en la suma de pulsos Gaussianos almacenados en la memoria ROM. La señal resultante será transmitida a una tasa superior a 16x. Estos datos ingresan a un sintetizador (three-accumumalator fractional N synthesizer ) con una resolución de 24 bits. Las líneas de control del VCO deben efectuar todo el desplazamiento de frecuencias para una gama de tensiones de control comprendidas entre +0,3V y -0,3V de corriente continua. Los circuitos de carga tendrán su propio pin de alimentación. La tensión típica en este Terminal debe ser de 2.775V para que cada etapa cumpla satisfactoriamente con su función. Esto, a su vez, permitirá el control o manejo de filtros externos que operan en lazo, que a su vez


permitirán el manejo de otros osciladores controlados por tensión (VCOs). También se obtiene un modo de modulación de puerto dual con un conversor digital - analógico de 9 bits que realiza la modulación de la señal que se obtiene sobre el pin GPO3. Esta señal, entonces, se acopla al filtro de lazo para añadirla en los componentes de alta frecuencia de la modulación que pueden haber sido atenuadas en el camino del PLL. Esto permitirá el empleo de un ancho de banda menor para el PLL principal para mejorar la pureza espectral de la señal a transmitir. Para la banda EGSM la salida de sintetizador es de 880MHz a 915MHz, en DCS es de 1710MHz a 1785MHz con la modulación GMSK y directamente es amplificado a la salida de transmisor. El prescaler para el oscilador local (LO) principal es capaz de aceptar frecuencias de entrada superiores a 2.0GHz. El nivel de esta señal estará entre 20dbm y -10dbm. Hay dos entradas de prescaler a este punto, y cada uno tiene una resistencia de

100Ω en serie entre el pin de entrada y el prescaler real. El oscilador de referencia es un oscilador a cristal de 26MHz. También se provee un control automático de frecuencia (AFC) por el autobús SPI para efectuar compensaciones a través del sistema de división de N fraccionario. La división no se toma directamente del cristal de 26MHz. Hay un segundo sistema divisor que permite obtener fracciones de compensación de 200kHz que se sumarán o restarán a la frecuencia de la señal en función de los datos provistos por el AFC. Esta referencia entonces, es multiplicada en un PLL a 13MHz para el empleo como un reloj exacto en las secciones lógicas del transceptor. Recuerde que en este tomo de colección estamos explicando el funcionamiento de las diferentes etapas que constituyen a los teléfonos celulares de tecnología GSM. Nuestra idea es proporcionar conocimientos para que los estudiantes, técnicos e ingenieros puedan solucionar diferentes problemas que involucren a estos aparatos. ******* Figura 1


Figura 2


Descripción del Oscilador Contro l a d o por Tensión de un Teléfono Celular Prosiguiendo con la explicación de los circuitos que componen un teléfono celular, veremos cuáles son los bloques que intervienen en la selección de bandas GSM, ya sea el VCO o el amplificador PA. Las frecuencias del oscilador controlado por tensión (VCO) van desde 897 a 1880MHz, que cubren las bandas de las tres tecnologías (EGSM, DCS y PCS). Las bandas para las diferentes tecnologías son controladas por el MAGIC LV a través de las líneas de datos: N_ BAND_ 0 y N_ BAND_ 1. Las líneas CP_ TX y GPO3 (vea el diagrama en bloques de la figura 1) determinan el tipo de modulación del transmisor cuya frecuencia es controlada por tensión (TXVCO). Las líneas GSM_ EXC_ EN y N_ GSM_ EXC_ EN controlarán la habilitación del buffer U570. La línea TX_ EN se activa antes de establecer la comunicación con el decodificador (llave Q700 en la figura 1). TX_ VCO_ PRSC es una realimentación al MAGIC LV que permite la operación apropiada del lazo enganchado en fase (PLL). La frecuencia de salida para GSM se obtiene en la línea TX_ VCO_ LB y para la banda PCS / DCS se obtiene desde la línea TX_ VCO_ HB. La salida CPTX de MAGIC_ LV es la entrada (VT) para el VCO. En la figura 2 se puede apreciar el circuito U700, correspondiente al TXVCO GSM y sus conexiones con los otros bloques del teléfono.

Descripción del Amplificador PA GSM El módulo U800, cuyo diagrama en bloques se muestra en la figura 3, es un amplificador de potencia o amplificador final (PA) de 3 bandas que fun-


ciona con las bandas EGSM, DCS y PCS con una ganancia nominal promedio del orden de los 30dB. La entrada AOC_DRIVE, proveniente del MAGIC_LV controla la salida del PA. La tensión que aplica a este pin es directamente proporcional a la potencia del amplificador, es decir que si la tensión

en la línea AOC_DRIVE aumenta, entonces la potencia de PA también aumenta. La señal presente en N_BAND_0 determina la banda de operación. LV_ EXC_ EN permitirá la operación PA. El detector de poder recibe la señal GSM amplificada en el pin *1 (EGSM_ EN), mientras que las señales PCS y DCS estarán presentes en el pin *12 (DCS_ PCS_

Figura 1

Figura 2


EN) del U800. El módulo U810 es una combinación que permite el acople en ambos sentidos entre el PA y el módulo final de RF, compensado en temperatura. El detector de poder acopla la entrada del amplificador de potencia de transmisión y la salida (como una realimentación) hacia el MAGIC_LV a través de DET_AOC. Un comparador, dentro del bloque MAGIC_LV, recibirá las muestras desde DET_AOC y basado en un amplificador tipo rampa

proporcionará las tensiones de ajuste para variar la ganancia del amplificador a través de AOC_DRIVE. El pin DET_REF provee una tensión de referencia al MAGIC_LV para comparar la tensión presente en DET_AOC. La pérdida nominal esperada en este bloque es menor a 3dB. Por último, en la figura 4, se puede observar el circuito del U800 y su conexión con los bloques asociados. *************

Figura 3

Figura 4


I n t roducción Los teléfonos celulares de tecnología 2,5, permiten la comunicación de datos de velocidad superior a los 144 kbaudios ya sea a través de GSM o CDMA (el denominado GPRS). Veremos cómo funciona el circuito que permite recibir la señal en WCDMA para llevarla a banda base, es decir, a un valor de frecuencia intermedia que permitirá su posterior tratamiento. Por si Ud. lee este capítulo sin haber leído los anteriores, aclaramos que estamos realizando este curso en base a teléfonos Motorola 920/925 y que anteriormente explicamos el procesamiento de las señales de RF para las bandas EGSM, DCS y PCS durante la recepción y transmisión y cómo se realiza el control de estas funciones.

¿Qué es WCDMA? WCDMA (acceso múltiple por división de códigos Wideband) es la tecnología de acceso por radio usado en los sistemas celulares de tercera generación. Los sistemas 3G con servicios wideband tienen acceso a Internet de alta velocidad, manejan videos con transmisión de imagen de alta velocidad y alta calidad (con la misma calidad que las redes fijas). En sistemas de WCDMA, la interfaz de aire de CDMA se combina con las redes basadas en GSM. El estándar de WCDMA fue desarrollado con el proyecto de la sociedad de la tercera generación (3GPP) que apunta a asegurar interoperabilidad entre las distintas redes 3G. El estándar que surge con este proyecto se basa en el sistema móvil universal de la telecomunicación de ETSI (UMTS) que se conoce comúnmente como acceso de radio terrestre de UMTS (UTRA). El esquema del acceso para UTRA es el acceso múltiple de la división de códigos directa de la secuen-


cia (DS-CDMA), con un ancho de banda que puede llegar a los 5MHz. Este ancho de banda amplio dió lugar al Wideband de CDMA conocido como WCDMA. En WCDMA, hay dos modos de operación posible: T D D (Sistema dúplex por división de tiempo): En este método las transmisiones del uplink y del downlink son transportadas en la misma banda de frecuencia, usando intervalos sincronizados del tiempo distintos. Así las ranuras de tiempo en un canal físico se dividen en una partición para transmisión y otra para recepción. F D D (Sistema dúplex por división de frecuencia): En este método las transmisiones del uplink y del downlink emplean dos bandas de frecuencia. Se asignan dos bandas separadas en frecuencia para establecer una conexión. Ahora bien, como distintas regiones tienen diversos esquemas para la asignación de la frecuencia, la capacidad para funcionar en modo de FDD o de TDD permite la utilización eficiente del espectro disponible. Las principales características de WCDMA son: Alta velocidad de transmisión de datos: 384Kbps con cobertura amplia del área, 2Mbps con cobertura local.

Figura 1


Alta flexibilidad del servicio: Permite el empleo de diferentes servicios con tarifa variable que pueden ejecutarse simultáneamente (en paralelo). Permite la transmisión en Dúplex, por división de la frecuencia (FDD) y duplex por división de tiempo (TDD). Diseñado para operar con tecnologías futuras con una amplia gama de posibilidades de uso de antenas con diferentes tecnologías. Permite la interrelación con sistemas GSM, con un acceso eficiente al tratamiento de paquetes de datos. En el diagrama en bloques de la figura 1 se puede observar que el primer circuito integrado en la línea del sistema receptor “demodulador” WCDMA de un teléfono Motorola A920, es el MAX2388 (U310) que es un dispositivo que combina a un amplificador lineal (LNA) con un conversor (mezclador/demodulador). La señal recibida se mezclará con la proveniente de un oscilador local, de modo de obtener una FI de 190MHz. El circuito integrado MAX2388 posee un pin (MAX2388_SHDN*) que hace que el receptor funcione en modo de sleep o stand-by cuando no se recibe señal con el objeto de ahorrar batería. Este U310 se alimenta desde el PCAP a través de la línea RC_ VCCA (tomado de RX_2_ 775V). La ganancia promedio de esta etapa

Figura 2


está en torno de los 15dB. El U310 opera en modo de alta ganancia cuando se lo selecciona desde la línea RX_ RF_ ATTEN por la HARMONY_ LITE . De esta forma se espera tener una ganancia superior a 15dB, teniendo en cuenta que si se recepciona una señal de amplitud elevada, durante su tratamiento se desconecta el LNA. El mezclador de la etapa receptora no es más que un sencillo modulador balanceado. La entrada RF_ LO (pin 5) recibe la señal del oscilador local (VCO), con una frecuencia que oscila entre 2330MHz y 2360MHz a través de FL310 desde U140 (que es el VCO, vea la figura 1). La entrada de RF (LNA_ IN, pin #10) recibe la señal de RX (2110MHz a 2170MHz) desde FL002. La línea de entrada MIX_ IN (pin 3) se conecta a la salida del LNA (LNAOUT, pin 1) a través de FL300. La función del FL300 es la de rechazar la frecuencia imagen para filtrar interferencias.

Vocabulario A los efectos prácticos, a continuación daremos el significado de algunos términos que empleamos en este curso para familiarizar a los principiantes en el vocabulario para telefonía celular. SMA: es un conector similar al de las puntas de los osciloscopios; en celulares es más pequeño. EGS: Sistema Global Mejorado para Comunicaciones Móviles. DCS: Siglas de la expresión inglesa DIGITAL CELLULAR SYSTEM. Sistema Digital de transmisión y recepción propuesto por el Reino Unido al Grupo Especial de Móviles ( GSM ) y aceptado para operar en la banda de 1800MHz. PCS: El término PCS (Personal Communications Services) o Servicios Personales de Comunicación, es un servicio telefónico inalámbrico similar al servicio telefónico celular con un énfasis en el servicio personal y la movilidad. El término "PCS" es utilizado usualmente en lugar "celular digital", pero el significado verdadero de "PCS" es que el teléfono incluye otros servicios tales


El proceso de conversión de frecuencia, realizado por el mezclador (en combinación con el oscilador local) nos dará una señal de frecuencia intermedia FI que posteriormente será amplificada. La salida de FI del mezclador de 190MHz se presenta sobre los terminales diferenciales IFPOS (pin 8) e IFNEG (pin 7). Estos son terminales “open colector” de tercer estado que requieren de inductores externos (L320 y L321), tal como se observa en el circuito de la figura 2, para desacople de corriente continua. La señal de FI de 190MHz se envía a un filtro SAW (FL320) con una frecuencia central de 190MHz y un ancho de banda de 3,84MHz. Considerando el tratamiento de los elementos de entrada (C323, C324 & L322), de los elementos de salida (L327, L328, C328, C329, & C325) y del filtro (FL320), se espera una pérdida del orden de los 10dB. ***********

como identificación de llamada, radiolocalizador, y correo electrónico. La tecnología celular fue diseñada para su uso en autos, pero la de PCS fue diseñada con la movilidad del usuario en mente desde un principio. Las PCS utilizan celdas más pequeñas, por lo que requieren más antenas para cubrir un área geográfica. WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha), es la tecnología de interfaz de aire en la que se basa la UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), el cual es un estándar europeo de Tercera Generación (3G) para los sistemas inalámbricos. La tecnología WCDMA está altamente optimizada para comunicaciones de alta calidad de voz y comunicaciones multimedia, como pueden ser las videoconferencias. También es posible acceder a diferentes servicios en un solo terminal; por ejemplo, podemos estar realizando una videoconferencia y al mismo tiempo estar haciendo una descarga de archivos muy grande, etc. Puede soportar completamente varias conexiones simultáneas, como puede ser una conexión a internet, una conversación telefónica, videoconferencia, etc. En esta plataforma se emplean estructuras de protocolos de red similares a la usada en GSM (Global System for Mobile Communications). Por lo tanto, está en la capacidad de utilizar redes existentes.

I n t roducción La señal de CDMA captada por un teléfono celular primero debe ser demodulada para llevarla a un valor de frecuencia intermedia de 190MHz y luego debe ser amplificada y demodulada (demodulación en cuadratura) para obtener la información en banda base. Este procedimiento, en el teléfono Motorola A920 es realizado por un circuito integrado que posee un amplificador de ganancia variable, un demodulador en cuadratura, un VCO y un sintetizador para realizar todas las funciones.

Funcionamiento de este Integrado MAX2309 El bloque receptor-demodulador de WCDMA de los teléfonos celulares poseen un circuito integrado que realiza todas las funciones de amplificación, demodulación en cuadratura y tratamiento de la señal en una frecuencia intermedia. El A920 de Motorola posee, para realizar esta función, a un MAX2309. Esto significa que el teléfono celular recibe la señal CDMA, que es convertida por un circuito integrado como el MAX2388 y luego es enviada al circuito de frecuencia intermedia, basado en este caso en un MAX2309, con una frecuencia de 190MHz. Los circuitos integrados MAX2306/MAX2308/MAX2309 son sistemas de FI CDMA diseñados para trabajar en dos bandas, en modo dual y en modo simple para sistemas de teléfonos celulares N-CDMA y W-CDMA. El camino de señal atraviesa un amplificador de ganancia variable (VGA) y un demodulador de cuadratura (I/Q). Las características del dispositivo son garantizadas para una tensión de alimentación de 2.7V para una ganancia por encima de los 110dB. Aclaramos que N-CDMA es el término emplea-


do para definir Acceso Múltiple por División en Código para Banda estrecha (Narrowband Code Divi-

Figura 1

Figura 2


sion Multiple Access), o el antiguo CDMA. También conocido en EE.UU. como IS-95. Desarrollado por Qualcomm y caracterizado por su alta capacidad y radio de células pequeño. Tiene un espectro de propagación de 1.25MHz en el aire. Usa la misma banda de frecuencia que AMPS y soporta AMPS, empleando la tecnología de propagación de espectro y un esquema de codificación especial. Fue adoptado por la TIA en 1993. Como ya sabemos, W-CDMA es el término empleado para CDMA de banda ancha. A diferencia de otros dispositivos similares, la familia MAX2306/9 incluye osciladores duales y sintetizadores para formar subsistemas de FI autónomos. La referencia del sintetizador y los “sistemas” de RF son to-

Figura 3


talmente programables por un bus serial de 3 cables, permitiendo el trabajo con sistemas con arquitecturas de banda dual usando una referencia común y una misma frecuencia intermedia (FI). Las salidas de banda base diferenciales tienen bastante amplitud para satisfacer tanto sistemas NCDMA como sistemas W-CDMA, ofreciendo niveles de salida saturados de 2.7Vp-p con una tensión de alimentación del circuito integrado de +2.75V. Incluyendo el oscilador controlado por tensión de bajo ruido (VCO) y el sintetizador, el MAX2309 sólo tiene un consumo de 26mA cuando es alimentado con 2.75V y está operando en CDMA en modo diferencial de FI. El MAX2309 está disponible en chips de 28 patitas. En la figura 1 se reproduce un circuito típico para el MAX2309 propuesto por el fabricante mientras que en la figura 2 se da el diagrama en bloques de la etapa receptora WCDMA propuesta por Motorola. En esta figura se observa el bus de programación de 3 líneas para establecer las condiciones de trabajo tanto para los bloques de RF como para obtener las señales de frecuencia variable para el conversor de FI (ASPI_ CLK, aSPI_ DATA, MAX2309_ CS). La señal de FI de 190MHz es obtenida demodulando las señales de fase (I+ / I-) y cuadratura (Q+ / Q-) y luego se dirige al circuito final del receptor (HARMONY LITE) a través de las líneas RX I+, RX I-, RX Q+ y RX Q-. El circuito integrado opera con un par de tensiones de alimentación (RX_

VCCD y RX_ VCCA) que provienen de VRF_ RX_ 2_ 775V (vea el circuito de la figura 3). La frecuencia del salida del VCO del MAX2309 se controla por medio de un sintetizador con un lazo enganchado en fase (PLL) interno. El lazo externo está formado por los componentes conectados entre el pin 1 y al pin 2 (y pin 26). La frecuencia de salida del VCO (Tank+ / Tank-) presentes en los pines 1 y 2 se dividen internamente para poder compararlas en forma adecuada. La señal de referencia presente en el pin 7 (REF_ 15.36MHz) también se divide internamente con el mismo sistema de comparación. Las dos frecuencias se comparan con un detector de fase digital “three state”. El detector de fase interno conduce la señal resultante de la comparación por medio del pin (CP_ HACIA FUERA) la cual es procesada por el filtro de lazo externo cambiando la frecuencia del VCO (380MHz) y cerrando el lazo. El control automático de ganancia (AGC) asegura que las entradas de Q I al bloque “HARMONY LITE” tengan un nivel de señal constante. La ganancia se controla por la línea IF_ AGC con una gama de control de corriente continua de 1.2V a 2.1V. El MAX2309 tiene un modo de “reset” o shutdown que lo desconecta vía MAX2309_ SHDN cuando no se debe usar esta etapa, con el objeto de conservar la vida de la batería. RX_ STBY es usado para “desconectar” a los amplificadores VGA y al demodulador, manteniendo alimentado al VCO, al PLL y a la interfase serial. ****** Figura 4


I n t roducción Hemos analizado diferentes bloques de un teléfono celular, tales como el sistema de antena, TX, RX, conversión de señales y etapa de FI con lo cual sabemos cómo la señal es recepcionada o la que vamos a transmitir cuando está en banda base. Comenzaremos a ver cómo es el procesamiento de señales WCDMA cuando está en banda base y como interactúa con otros bloques. El procesamiento de señales WCDMA en banda base del teléfono celular Motorola de la serie A920, se lleva a cabo en el bloque denominado “Harmony Lite” donde se desarrollan varias funciones, a saber: 1 Maneja las salidas en secuencia para dispositivos externos 2 Control de clock (reloj) on/off, manejo de señales de control de ahorro de batería, etc. 3 Selección de frecuencia de reloj adecuada para cada señal 4 DCOC registran la selección de modos gruesos, medios y finos Este procesador (Harmony Lite) tiene dos juegos de interfaces SPI; un juego es para manejar la interfaz de control para el “transceptor” (líneas AUXSPI) y otro para comunicarse con el POG (líneas SPI ). Se debe aclarar que todas las señales SPI para las interfaces se generan en el POG y se envían al “HARMONY_ LITE” aunque también puede existir interacción con otros bloques (U200 y U310, por ejemplo), tal como se analizará oportunamente. Recuerde que SPI (Serial To Parallel Interface) es el nombre que le damos a una interfase serie a paralelo y que un bus SPI consiste en tres señales: SPI_DATA, SPI_CLOCK y SPI_LATCH. Por otra parte,


el POG es el “verdadero procesador” que forma parte del Harmony Lite, tal como se aprecia en la figura 1. Otras señales controlan la funcionalidad de la sección de RF y su relación con la interfase que le permitirá emitir señales al “aire”. Hay tres señales definidas sobre cada sección de transmisión y recepción del transceptor que se establecen en distintas líneas de este bloque de control (vea la figura 2 para localizar estas líneas en función del texto siguiente). Primero deben “afirmarse” las líneas TX_ PRE_ KEY y RX_ ON para poder establecer la secuencia de funcionamiento de los diferentes bloques, antes de transmitir o recibir información (datos). TX_ RAMP y RX_ AQUIRE son afirmados cuando debe comenzar la transmisión y/o la recepción realmente. RX_ SLOT y TX_ SLOT se emplean durante la transmisión y la recepción continua de datos Figura 1


de forma de permitir la generación de acontecimientos para colocar estas señales continuas en diferentes ranuras de tiempo. Es importante reiterar que TX_ RAMP directamente corresponde al retorno de PA y RX_ AQUIRE corresponde a datos enviados al WCSP. Es prácticamente imposible entender cómo se realiza el control de procesos en banda base durante la transmisión y la recepción por medio del Harmony Lite sin explicar cuáles son las señales de control presentes en cada proceso. Es por eso que más adelante realizaremos un análisis pormenorizado de las diferentes secciones que conforman este bloque. Por último, recuerde que estamos analizando un teléfono celular de tecnología GSM y que WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Código de Banda An-

Figura 2


cha) , es la tecnología de interfaz de aire en la que se basa la UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), el cual es un estándar europeo de Tercera Generación (3G) para los sistemas inalámbricos. La tecnología WCDMA está altamente optimizada para comunicaciones de alta calidad de voz y comunicaciones multimedia, como pueden ser las videoconferencias. También es posible acceder a diferentes servicios en un solo terminal. Por ejemplo, podemos estar realizando una videoconferencia y al mismo tiempo estar haciendo una descarga de archivos muy grande, etc. Puede soportar completamente varias conexiones simultáneas como puede ser una conexión a internet, una conversación telefónica, videoconferencia, etc. En esta plataforma se emplean estructuras de protocolos de red similares a la usada en GSM (Global System for Mobile Communications). Por lo tanto, está en la capacidad de utilizar redes existentes.

El Sintetizador de Señales WCDMA En este “curso” estamos explicando los bloques que constituyen un teléfono celular. Al respecto re-

cordemos que en la red de telefonía celular un móvil funciona dentro de un sistema de estaciones transmisoras-receptoras de radio, llamadas torres o estaciones base (que están formadas por una torre que aloja al equipo de radio) y un conjunto de centrales telefónicas. El concepto “celular” fue propuesto por Bell Labs en 1947 y consiste en una red de pequeñas torres transmisoras, ubicadas en una “celda” o “zona” con un radio de unos 5 kilómetros. Cada torre utiliza algunas de las frecuencias asignadas al sistema. La comunicación realizada desde o hacia un celular viaja a través de las celdas, pasando de torre en torre, haciendo posible la comunicación (entre teléfonos móviles o entre teléfonos móviles a red fija). Dicho de esta manera, el celular debe poder distinguir la frecuencia de operación de la torre más cercana, tendrá un sistema de TX, otro de RX y otro de procesamiento de señales. En los teléfonos Motorola, el procesamiento de las señales en banda base se realiza en un bloque denominado Harmony Lite (que comenzamos a describir anteriormente). En la figura 3 se puede observar el diagrama en

Figura 3


Figura 4


bloques del sintetizador de frecuencias correspondiente al procesamiento de las señales WCDMA en banda base. La fuente de reloj (clock) para el bloque “Harmony Lite” (HLite) es un oscilador (TCXO) de 15.36MHz). La frecuencia de 15,36MHz se fija por medio del componente Y130. El control automático de frecuencia para Y130 se realiza a través de la línea AFCDAC. La señal de reloj de 15,36MHz se establece por medio de un bit SPI (Serial To Parallel Interface, interfase serie a paralelo) interno y una señal de control externa que está presente en la línea 15.36M_CLK_EN *. La señal de reloj de 15,35MHz se aplica a todos los circuitos A/Ds, DACs, referencias externas y circuitos digitales internos del Harmony. Además, se generan referencias de reloj para el POG (procesador de banda base), y los circuitos de RF tanto RX como TX (vea la figura 4). EL oscilador controlado por tensión (VCO) WCDMA (U140) tiene una gama de frecuencia de 2.3GHz a 2.36GHz, funcionando como un oscilador local tanto para transmisión como para recepción. La frecuencia de este circuito es controlada por HARMONY_LITE por medio de una tensión de control variable entre 0.5V y 2.5V, con una potencia de salida del orden de -3dBm. La frecuencia de salida del VCO WCDMA es controlada por medio de un lazo enganchado en fase (PLL) interno del sintetizador. El lazo enganchado en fase usa un “lazo” divisor que permite una rápida corrección de frecuencia en la señal de salida. La frecuencia de salida del VCO se envía a un prescaler para ser comparada con una señal de referencia. La frecuencia de referencia de 15,36MHz también es dividida para ser comparada con la frecuencia de la señal de salida a los fines de obtener la señal de error que permita “el control automático de frecuencia”. Las dos frecuencias divididas son comparadas en un detector de fase, y la salida se envía a la carga. La salida de esta carga es procesada por el filtro de lazo externo y enviada a una red resonante, cambiando la frecuencia del VCO y cerrando el lazo que permite el control de la frecuencia de la señal generada. El bloque “superfiltro”, interno del Harmony Lite (vea la figura 4) proporciona la tensión de alimen-


tación regulada y filtrada al VCO WCDMA. Por último y a modo de “recordatorio” digamos que GSM es un sistema digital de comunicación que transmite voz y dato y es considerado como la Segunda Generación (2G) de la telefonía celular ya que a diferencia de la primera generación de celulares, utiliza tecnología digital y transmisión por división de acceso múltiple (TDMA). GSM digitaliza y comprime la información y luego divide cada canal de 200MHZ en ocho espacios de tiempo de 25MHZ. Este sistema opera en las bandas 900MHZ y 1800MHZ en Europa, África, Venezuela y Asia y en las bandas 850MHZ y 1900MHZ en Estados Unidos y casi todos los países de América Latina. La banda 850MHZ también se utiliza para GSM y 3GSM en Canadá, Australia y en varios países de Latinoamérica. Dos de las grandes ventajas del GSM es que permite la transmisión de datos a velocidades de hasta de 9.6 kbt/s facilitando el servicio de mensajes cortos (SMS) y facilita el roaming internacional, que permite el uso de un celular en cualquier país del mundo donde exista la tecnología GSM.

El Tr a n s m i s o r d e l H a rm o n y L i t e EL BBIF (BBIF_TX) es el camino de datos de transmisión para transferir digitalmente las señales de fase y cuadratura (I/Q) desde y hacia el procesador POG. La unidad de demultiplexado (Demux) separa las señales de fase y cuadratura para enviarlas a los filtros pasa banda FIR. El diseño de filtro FIR cumple con las exigencias del sistema 3GPP para la transmisión simultánea de un canal piloto y de múltiples canales de datos, cada uno de los cuales requiere un código de extensión diferente y un control por separado. Nota: Debemos aclarar que 3GPP es un sistema que surge de un acuerdo de colaboración en tecnología de telefonía móvil, que fue establecido en Diciembre de 1998. Esta cooperación es entre ETSI (Europa),

ARIB/TTC (Japón), CCSA (China), ATIS (América del Norte) and TTA (Corea del Sur). El alcance del sistema 3GPP permite globalizar aplicaciones de tercera generación 3G de teléfono móvil con especificaciones de sistemas ITU's IMT2000. Los sistemas 3GPP surgen como una evolución de los sistemas GSM, comúnmente conocidos como sistemas UMTS y no debe confundirse con 3GPP2 cuyo estándar de especificación está basada en tecnología IS-95, comúnmente conocida como CDMA2000. El generador de secuencia PN proporciona señales I/Q en intervalos de 8 bits PN de datos en la sección de demultiplexado. El bloque de corrección DC (DCOC) se encarga de corregir desvíos en la señal DC de los bloques conversores D/A, en los filtros de antisolapamiento (anti-aliasing) y en los filtros de transmisión FIR por medio de un lazo de realimentación de control. Un lazo de control de modo mixto localizado en la salida del filtro de transmisión FIR se emplea para corregir compensaciones de corriente continua y desequilibrios en las ganancias de las señales de I/Q. Las salidas de la unidad de ecualización de señales I/Q son enviadas a conversores digitales analógicos en secuencias de 10 bits tanto para la señal de fase (I) como para la señal de cuadratura (Q). Los filtros de antisolapamiento de ganancia programable y los filtros de transmisión aceptan componentes de señales I/Q diferenciales cuyas frecuencias van desde corriente continua hasta

1,92MHz provenientes de los convertidores digitales analógicos y atenúan o eliminan las señales de reloj (clock) no deseadas de 15.36MHz, es decir, filtran las señales que van hacia el modulador TX (MAX2363). La salida del filtro TX se envía a un MUX (multiplexor) A/D de 6 bits mediante un esquema de “muestreo y retención”. Esto permite generar una muestra DC para la tensión de modo común que corresponde a las salidas de los filtros de transmisión de las señales I/Q y que es parte de un lazo de corrección digital. Las señales diferenciales de transmisión de fase y cuadratura finalmente se envían al modulador WCDM, tal como se muestra en la figura 5, que en el caso de teléfonos celulares Motorola de la serie A920 corresponde a un circuito integrado MAX2363 que, en la figura 6, se muestra como el bloque U200.

El MAX2363 Circuito Integrado Transmisor MAX2363 en 2.3GHz con 16-QAM El MAX2363 fue diseñado para trabajar en WCDMA para aplicaciones en la banda de 1.95GHz con excelentes resultados. También se lo puede emplear en servicios especiales (WCS, por ejemplo), en la frecuencia de 2.3GHz con 16 QAM (modulación de amplitud en cuadratura), para lo cual se deben realizar ligeras modificaciones en la etapa de salida. Figura 5


Figura 6


El MAX2363 tiene un circuito interno de banda ancha para el puerto de salida. Sólo requieren un inductor de pull-up y un capacitor de filtro. En 2.3GHz, el valor del inductor se cambia de 15mH a 11mH para optimizar el desempeño de la etapa de salida (potencia de salida). La frecuencia intermedia con las que se han levantado las características del integrado es de 220.38MHz, ya que es un valor popular en PCS NCDMA. Entre la salida del mezclador y la entrada del conversor se usa un filtro de FI en NCDMA de 220.38MHz para filtrar el ruido existente en la banda. A este integrado se lo puede hacer trabajar con una señal de entrada de 16QAM con una tasa de 500ksps, con un ancho de canal de 625kHz. Las características eléctricas obtenidas (Potencia de salida vs. VGC ) se muestran en la tabla 1, para las siguientes condiciones: Vcc = 3.0V Rbias = 10k Figura 7 IF = 220.38MHz LO = 2094.62MHz RF = 2315MHz IF DAC = 110MHz

del MAX2363, usando un instrumento HP89449 se puede observar en la figura 8. *******************

Tabla 1

Figura 8

APCR típica En la figura 7 se muestra la medida de potencia de ruido de canal adyacente (APCR), las compensaciones de frecuencia son 625kHz y 1.3MHz para ACPR1 Y ACPR2 respectivamente, y el ancho de banda es 30kHz. En dicha figura se muestra el APCR típico a la salida del MAX2363 para una frecuencia de 2.31535GHz. Lectura EVM La tensión de salida de RF EVM


I n t roducción El Harmony Lite se encarga del procesamiento de las señales WCDMA y, en cuanto a la transmisión, hemos dicho que la modulación se efectúa en el circuito integrado MAX2363 que, si bien fue diseñado para operar en aplicaciones WCDMA de 1.95GHz, trabaja de modo muy aceptable cuando se lo usa en aplicaciones de telefonía celular en WSC de 2.3GHz con modulación de amplitud en cuadratura (16-QAM). Este integrado suele emplearse en modelos de Motorola como los de la serie A920 que venimos desarrollando en este curso y por tal motivo realizamos un detalle de cómo es el proceso de modulación para la transmisión.

En la sección moduladora de transmisión del circuito de control de un teléfono celular (al sistema de control general se lo denomina Harmony Lite en los teléfonos celulares Motorola de la serie A920), las entradas de fase (I) y cuadratura (Q) se reciben por los pines 23 (Q+), 24 (Q-), 25 (I+) y 26 (I-) del circuito integrado MAXTX, U200. Los niveles de tensión esperados en dichos terminales son de 1,3 a 1,4V por encima del nivel de continua para una señal mínima de 300mVpp. El circuito integrado MAX2363 recibe las señales diferenciales (I/Q) en banda base y las traslada a un valor de frecuencia intermedia de 380MHz a través de un modulador de cuadratura y un amplificador de ganancia variable (VGA). Note, en la figura 1, el diagrama en bloques del oscilador controlado por tensión. En el MAX2363, las entradas IFINH+ (pin 10) y IFINH(pin 11) se conectan al off-chip FL201 en las patas IFOUT+ (pata o pin 17) e IFOUT- (pin 16) respectivamente. La función del bloque FL201 es la de proveer fil-


Figura 1 tros que rechacen las frecuencias imagen y otras interferencias. La forma en que se realiza el proceso de conversión de frecuencias realizado por el mezclador y el oscilador determinará la calidad del sistema transmisor, lo cual depende de la habilidad

del sistema de sólo dejar pasar la señal de frecuencia intermedia para que ésta sea amplificada. El filtro de superficie SAW (FL201) trabaja a una frecuencia central nominal de 380MHz (valor de FI) con una pérdida de inserción del orden de los

Figura 2


Figura 3


3,5dB para todo el ancho de banda de 5MHz. Los amplificadores de ganancia variable (VGC1) son comunes para FI y RF y proveen los niveles de salida de IF y RF. El HARMONY_LITE controla la señal VGC con valores comprendidos entre 1,3 y 2,6V y provee un rango de control de ganancia del orden de los 75dB. La frecuencia de salida del VCO del MAX2363 es controlada por un lazo enganchado en fase sintetizador (PLL). El filtro de lazo externo consiste en los componentes conectados en los pines 33 y 32 (también en el 38). Las frecuencias de las señales de salida del VCO (TankH+ y TankH-) que están presentes en las patas 32 y 33 se dividen internamente para realizar una comparación de frecuencias; la señal de referencia presente en la pata 36 (REF_FREQ) también se divide para poder realizar la comparación en el PLL, la cual se efectúa en un detector de fase three state cuya salida provee un nivel lógico (2361_LOCK) en la pata 38 (IFCP) que es procesado por un filtro de lazo externo y enviado a una red resonante cuya sintonía o frecuencia de resonancia sera alterada en función de la fre-

Vocabulario Continuamos brindando el significado de algunos términos que empleamos en este curso para familiarizar a los principiantes en el vocabulario para telefonía celular. NCDMA: CDMA de banda estrecha. TDMA: Tecnología analógica para telefonía celular. Es la tecnolocía más empleada, y aún vigente en algunas zonas, hasta la aparición de CDMA. Es una tecnología inalámbrica de segunda genreación que distribuye la información en diferentes ranuras de tiempo que permite accesar diferentes informaciones en una frecuencia reducida. WCS: Wireless Communications Service, servicios de comunicaciones inalámbricas de 2310MHz a 2320MHz. Tecnología WCDMA: CDMA de alta velocidad o banda ancha. Acceso múltiple por división de código,

cuencia que debe ser comparada con la referencia, cambiando la sintonía del VCO cuyo valor central o de referencia es de 760MHz. Las señales diferenciales de FI en las patas 16 y 17 (IFOUTH+ e IFOUTH-) operan entonces a 380MHz. Luego la señal es conducida o enrutada a un chip que consiste en un filtro SAW de FI (FL201) y luego a un mezclador de RF a través de un filtro de rechazo de frecuencia imagen para ser finalmente conducido a un amplificador de RF de ganancia variable (VGA). La señal resultante se amplifica en un amplificador de potencia (PA driver). La señal de RF es enrutada por medio de un filtro SAW de RF interetapa (FL401). El sintetizador de frecuencia de FI (760MHz VCO, VCO de 760MHz) y el oscilador local (RF_LO) se programan a través de un buffer de 3 hilos. El “gerenciador” de secuencias del HARMONY_LITE programa los modos standby (TX_STBY*) y apagado (2361_SHDN). Este circuito integrado funciona con dos tensiones de alimentación: VCC_DIG (fuente aislada para IF_CP y 760VCO) y VCC_ANA derivada de VRF_TX_2_775V. ******

es el sistema utilizado en telefonía celular para transmisión de datos de alta velocidad. QAM: Quadrature Amplitude Modulation, modulación de amplitud en cuadratura. Es una modulación lineal que consiste en modular en doble banda lateral dos portadoras de la misma frecuencia desfasadas 90º. Cada portadora es modulada por una de las dos señales a transmitir. Finalmente las dos modulaciones se suman transmitiendo la señal resultante. PCS: El término PCS (Personal Communications Services) o Servicios Personales de Comunicación, es un servicio telefónico inalámbrico similar al servicio telefónico celular con un énfasis en el servicio personal y la movilidad. El término "PCS" es utilizado usualmente en lugar "celular digital", pero el significado verdadero de "PCS" es que el teléfono incluye otros servicios tales como identificación de llamada, radiolocalizador, y correo electrónico. La tecnología celular fue diseñada para su uso en autos, pero la de PCS fue diseñada con la movilidad del usuario en mente desde un principio.


I n t roducción Todo lo que hemos dicho hasta ahora aplica para las diferentes bandas destinadas a telefonía celular (850MHz, 900MHz, 1800MHz y 1900MHz). Para poder dar mayor alcance a la señal que debe transmitir el móvil es preciso amplificar la señal generada en el transmisor y esto se realiza en el bloque PA sin importar que la tecnología empleada sea CDMA, WCDMA o GSM. Recuerde que CDMA o Acceso múltiple por División de Código (en español AMDC), es una técnica de transmisión digital por la cual una estación base asigna un código único a cada dispositivo móvil para diferenciar dicho dispositivo de los demás conectados de forma inalámbrica. Las señales se codifican mediante un código que el receptor también conoce y puede utilizar para decodificar la señal recibida. WCDMA o Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha es una tecnología inalámbrica móvil de tercera generación (3G) que ofrece elevadas velocidades de transmisión de datos en dispositivos inalámbricos móviles y portátiles que se usan tanto en teléfonos con chip (GSM) o sin ellos (CDMA). WCDMA se utiliza para mejorar la capacidad y cobertura de redes de comunicaciones inalámbricas, por ejemplo, en los sistemas de comunicaciones móviles de tercera generación como el UMTS.

El Amplificador de salida de Tx Aclarado este punto, digamos que en un teléfono Motorola como el que venimos describiendo, en el bloque de transmisión (figura 1), el U410 propor-


Figura 1

ciona la atenuación necesaria a la portadora de transmisión antes de alcanzar al amplificador final (PA), de modo que la señal no exceda el límite máximo aceptable de 1dBm para la entrada del PA y así poder controlar la potencia de salida total del transceptor (del teléfono). El bloque integrado U410 tiene una atenuación del orden de 16-18dB dependiendo de la tensión de control VGC2 aplicada en HYBOUT1 Y HYBOUT2, que es controlada por el “Harmony Lite”. El bloque integrado U420 es la etapa de potencia correspondiente a un amplificador “three state” (amplificador de tres estados) que maneja la banda WCDMA para transmisiones de 1920 a 1980MHz. La ganancia máxima nominal esperada para esta etapa está en torno de los 30dB. HARMONY_ LITE controla la polarización de RF del amplificador en los pines o patas #4 (PA_ BIAS1) y #5 (PA_ BIAS2) con una gama de control de 0 - 2.5V. HARMONY_ LITE también controla el pin #12 (VLD) para la conmutación de carga del amplificador PA. Aunque no sea puesto en práctica, la teoría de carga del PA que se pone en marcha en transmisiones WCDMA, es sumamente importante para conservar la duración de la batería del teléfono, evitando interferencias de radio innecesarias con estaciones bajas. Cuando VLD está en un estado bajo (0V), el transmisor está en el modo de “alta potencia” o potencia máxima, consumiendo la corriente más alta, pero con el total funcionamiento del PA. Cuando VLD está en un estado alto, el transmisor está en el modo de “bajo consumo”,

tomando menos corriente y haciendo que el PA funcione en forma limitada. En teoría, el funcionamiento del PA dependerá entonces del nivel de tensión presente en VLD, permitiendo así un mejor rendimiento de la etapa transmisora con el objeto de hacer que la duración de la batería se incremente. Si la potencia de transmisión decrece, como consecuencia de un requerimiento desde la estación base del teléfono, por debajo de los 14,5dBm, entonces VLD cambiará a estado alto. Si es preciso que la potencia de transmisión sea superior a 19dBm, entonces VLD tomará un estado bajo. El detector de poder recibe la señal de RF WCDMA amplificada en el cable RF_ EN (fíjese en el pin o pata #6) del PA. El bloque U450 es una combinación de un acoplador direccional con un detector de potencia compensado en temperatura con salida diferencial. El detector de poder acopla la entrada de poder de TX y las realimentaciones de salida RF_ DESCUBRE al Harmony Lite. El TEMP_ COMP también obtiene o permite el acoplamiento del amplificador, pero quita el contenido de señal de RF, dejando un nivel de corriente continua proporcional a la potencia de la señal acoplada. Este nivel de corriente continua se realimenta al Harmony Lite, esperando una pérdida nominal menor a 0,3dB. El aislador (FL460) provee un aislamiento (valga la redundancia) entre el Módulo Front-End y el camino de transmisión, con una pérdida de inserción inferior a 0,55dB. **************


Figura 2


I n t roducción Los teléfonos celulares poseen un circuito que establece las condiciones necesarias para que pueda realizarse la carga de su batería cuando se emplea el cargador apropiado. Veremos cómo es el circuito de carga de la serie A920 de los teléfonos Motorola y cuáles son las tensiones (los caminos de las tensiones) que proveen los diferentes reguladores de tensión integrados en un chip a las diferentes etapas del teléfono. En la figura 1 se puede apreciar el sistema de carga de la serie A920 de teléfonos celulares A920, que estamos empleando como “modelo” para explicar el funcionamiento básico de un teléfono celular. La mayoría de los componentes, encargados de efectuar el control de carga de batería del teléfono celular, se integran en el circuito PCAP. Esto incluye un convertidor digital-análogo, otro convertidor pero esta vez análogo-digital, un interruptor de feedback (regeneración), un interruptor de pullup a termistor y un sensor de control de corriente. Los transistores de efecto de campo externos Q3966 y Q3954 proveen las señales que permiten o bloquean la carga de la batería (señales EXT_B + y B +). La resistencia sensora R3961 y el transistor FET Q3960 proporcionan el control de carga entre EXT_B+ y la batería. Debido a la interacción de los diferentes terminales del bus CE, la señal de entrada de identificación de carga y la señal de salida de “realimentación de la batería” comparten un mismo pin o terminal accesorio. El software primero detectará la tensión de carga ID (AD6) antes de permitir la tensión de carga de batería a través del interruptor de carga de batería del PCAP. Este circuito no debe permitir la carga de batería si el cargador no posee los


Figura 1

parámetros de tensión y corriente apropiados (para evitar que un cargador no apropiado o de carga rápida pueda dañar el circuito). El Voltaje de Regeneración de Batería proporciona una tensión de referencia a la fuente de energía externa durante la carga. El interruptor de regeneración de batería quita el voltaje de regeneración de batería del bucle de realimentación del adaptador AC/DC o VPA cuando se completó la carga o después de que se haya presentado una situación anormal o un defecto. Este interruptor habilitará al cargador DAC antes de que comience la carga o, dicho de otra manera, sólo permitirá el suministro de energía desde el cargador a la batería cuando las condiciones de carga sean las adecuadas. La señal de referencia de realimentación proveniente de la batería debe estar bien establecida antes de que comience la carga (por más que coloque el cargador, si la batería está completa, la carga no será habilitada). En la batería se usa un termistor para determinar la temperatura de la célula del paquete de batería antes de que comience la carga. La información de estado de batería se enviará a la EEPROM vía (BATT_IO). Esta memoria contendrá los parámetros de límite que determinan las temperaturas mínimas y máximas entre las cuales se podrá realizar la carga. El PCAP tiene un circuito de detección de sobrevoltaje integrado que proporciona una protección si el cargador externo tuviera una tensión superior a 7V de corriente continua y, de esta manera, evitar que se dañe tanto el teléfono celular como la bate-


ría. Si ocurre una condición de sobrevoltaje, el EXT_B + FET (Q3963) será inhabilitado. Esto evitará el uso de cargadores con tensiones superiores a 7V. Por otra parte, cabe aclarar que la corriente máxima de carga admitida es de 400mA, situación que sólo puede alcanzarse con tensiones altas en el cargador que, como ya dijimos, no son aceptadas por medio del circuito de protección. Un cargador apropiado tendrá una tensión máxima de carga de 5,9V y éste proveerá una corriente inferior a los 400mA máximos admisibles. Cuando se establecen las condiciones de carga, a través del circuito +B se establecerán los 5,9V de carga, independientemente del voltaje BATT_FDBK. Si el teléfono está en modo0 de Tx, la corriente media será suministrada por la batería y el circuito de carga (la línea EXT_B+ (Q3966) será deshabilitada a través de la línea MIDRATE_1). No se permite la transmisión con la batería baja o sin la batería por más que el cargador esté conectado al móvil.

El Regulador de Voltaje La regulación de voltaje es proporcionada por el PCAP IC (U3000), figura 2. Se usan múltiples reguladores para proporcionar la mejor aislación entre el trazado de circuito de carga sensible y el trazado de circuito ruidoso. En la figura 2 se puede apreciar el diagrama en bloques del regulador de voltaje. Las señales son las siguientes:

Figura 2

Los reguladores y su trazado de circuito de carga son descritos debajo: · VBOOST_LX(VBOOST_5_5V) – Entradas del regulador de voltaje VUSB, V10. · VBUCK_LX(VBUCK_2_25V) - Entradas del regulador de voltaje V1, V3, V4, V7 y V8. · LX2(VBUCK2_1_6V) - Helen core. · V_VIB - Vibrador. · Vsim2(VSIMC) – Interfase SIM card. · Vaux1(VRF_TX_2_775V) – Circuitos RF, TX. · Vaux2(VRF_RX_2_775V) - Circuitos RF, TX. · Vaux3(VMMC_2_8V) - Interfase SD/MMC. · Vaux4(VAUX4_3V) – Procesador de imagen y xcvrs USB (procesador de aplicaciones y bluetooth USB). · VUSB - PCAP USB xcvr. · V1(VMEM_1_875V) – Procesador de aplicaciones flash de entrada/salida, procesador de aplicaciones DRAM de entrada/salida, Procesador de banda base. · V2(VA_2_775V) – Audio. · V3(VLVIO_1_95V) – Circuito Magic LV I/O, WCSP. · V4(VRF_REF_1_875V) – Referencia de RF. · V5(VGPS_RF_2_775V) - GPS RF. · V6(VHVIO_2_775V) – Entrada/salida HV, Display ( 20), Imagen (12), Banda base de GPS (8), GPS Flash, Procesador de aplicaciones SDRAM (200). · V7(VRF_DIG_1_875V) - RF digital. · V8(VBLUETH_1_875V) – Bluetooth. · V9(VRF_REF_2_475V) – Referencia de RF. · V10(VRF_HV_5V) - Para señal de RF HV.

¿ Se puede recuperar la batería de un celular? En principio sí. Para realizar la operación debe conseguir un adaptador de voltaje de 12 vot y de 500mA, pudiendo emplearse otro entre 9V y 15V. Debe averiguar cuál es la salida positiva y cuál la salida negativa tanto de la batería como del adaptador (en general, en el adaptador la positiva va marcada con una raya de color blanco y la negativa es todo el cable de color negro). Corte el cable en el extremo del final del cable del adaptador, no al principio del cable que sale del adaptador sino al extremo final en donde seguro encontrará una salida de tensión; conecta el negativo de la pila del celular al negativo del cargador y el positivo con el positivo. Esta operación puede hacerla utilizando pincitas (tipo caimán, cocodrilo o yacaré). Aguarde un par de minutos y mida con un multímetro la tensión en la batería (sin desconectar el cargador). Debe dar una tensión mayor a los 3,5V y menor a los 5V. Si dá menos, la batería es irrecuperable por este método y debe desconectar el adaptador de inmediato. Si dá más, desconecte el adaptador, haga unos chispazos invirtiendo los cables del adaptador y vuelva a intentar la recuperación. Cuando mida una tensión mayor a 3,7V desconecte la batería del adaptador, colóquela en el celular y póngalo a cargar. Normalmente esto es suficiente para que tome carga normal. Cuando compruebe que está cargando, déjelo unas 12 horas para que adquiera carga completa. ******



I n t roducción El sistema de audio de un teléfono celular es, quizá, una de las etapas que más diferencias pueden presentar entre distintos modelos de móviles debido a que no sólo debe poder captar la voz de un interlocutor y reproducir el sonido de un operador distante, sino que también debe encargarse de reproducir con volumen ajustable música guardada en la memoria del celular, permitir la conexión de auriculares, poder seleccionar entre parlantes internos y externos, etc. Por lo dicho, analizaremos cómo se realiza la “transmisión y recepción” de señales de audio en un microteléfono tomando como base el sistema 920 de Motorola, tal como venimos haciendo en esta obra. Vamos a dividir nuestra explicación en las etapas de recepción y de transmisión de audio para luego detenernos en la etapa de potencia y el procesador de banda base, teniendo en cuenta que todos estos bloques conforman el sistema de sonido de un teléfono celular.

La Recepción de Audio En la figura 1 se puede apreciar el diagrama en bloques del sistema de audio de un teléfono celular, orientado a la recepción de señales. Note el bloque “principal” que es la plataforma que realiza el control de audio (PCAP), su interacción con el procesador de banda base (POG) y la inclusión de filtros que conectan a los parlantes de la unidad. La recepción de datos de audio se transfieren desde el POG al PCAP a través de la interface ASAP para el modo monoaural y por medio de la interfase ASAP para recepción de datos en estéreo. Luego los datos son convertidos en una información analógica (análoga) por un conversor digital-


Figura 1

analógico de 16 bits para información estéreo o un CDA (conversor digital-analógico) de 13 bits para el audio de una comunicación telefónica (información mono). La salida del CDA interno del PCAP se aplica al PGA. La salida del PGA puede ser enca-

Figura 2


minada a una de las cuatro salidas a través de un multiplexor interno. Todas las salidas usan el mismo convertidor digital analógico y sólo una salida puede ser activa a la vez. El usuario puede ajustar la ganancia de las salidas de audio con los botones

de control de volumen. El parlante (bocina) del teléfono (Handset Speaker) recibe la señal de audio desde un amplificador diferencial (SPKR) que se encuentra en el interior de la PCAP. Las señales de salida del PCAP SPKR-Y SPKR + se aplican al parlante luego de pasar por un filtro a través de las líneas que en la figura 2 se denominan R4004 y R4005 respectivamente, y que luego se “unen” en dicho parlante. Note en el diagrama en bloques de la figura 1 y en el esquemático de la figura 2 que del camino SPKR-, SPKR_IN se envía a la entrada de un amplificador operacional A1 a través del capacitor C4002. Por otra parte, la línea o camino (cable) SPKR_OUT1 del PCAP se envía a SPKR- a través de C4000 y C4002 que es la salida CDA del codificador. Las líneas SPKR_IN y SPKR_OUT1 mantienen la tensión de polarización durante períodos de standby y esta tensión se “mantiene” por medio de un capacitor para evitar “ruidos” o “pequeñas explosiones” cuando comience a funcionar el amplificador como consecuencia de la recepción de una señal. Los auriculares utilizan un conector estéreo estándar de 2.5mm. El teléfono “notará” la presencia de los auriculares estéreos que usan la línea HS_SPKR_L del conector de auriculares (vea la figura 1), que posee la resistencia de pull-up R4395 para conectarse al PCAP a través de la línea ST_COMP (esto es una interrupción del PCAP que es enviado al MCU sobre el bus SPI, figura 2). La línea ST_COMP tomará un estado binario bajo cada vez que un auricular estéreo sea insertado en el conector del celular. Los auriculares pueden contener un interruptor momentáneo, que normalmente está cerrado y que se coloca en serie con el micrófono. Cuando se presiona el interruptor momentáneo, se interrumpirá la corriente que se suministra al micrófono, el teléfono notará esta acción y dará una respuesta apropiada, que podría ser, por ejemplo, contestar una llamada, terminar una llamada, o marcar el último número del bloc de notas. Los auriculares reciben la señal de audio desde un amplificador estéreo interno al PCAP a través de las líneas (caminos o cables) ARIGHT_OUT y ALEFT_OUT (figura 1), encaminados por C4356,

R4352 y C4306, R4302 respectivamente (figura 2), que por último se aplican al conector de auriculares. Note que se toma del camino ARIGHT_Out, a través del capacitor C4354, la señal ARITH_IN que se aplica a la entrada del amplificador operacional interno del PCAP, formando de esta manera una realimentación. De la misma manera, de la línea ALEFT_Out se toma señal que, a través de C4304, se envía a la entrada de otro amplificador operacional por medio de la línea ALEFT_IN. El parlante externo se conecta al pin 15 del J5000 (AUDIO_OUT), que es el conector que se emplea para poder conectar un parlante externo. El camino de audio es establecido por R4400 y C4400 que se aplica a EXTOUT del PCAP. El nivel de corriente continua de esta señal de audio de salida (Audio_Out ) también se emplea para establecer la condición de teléfono conectado o desconectado. Esto se logra tomando señal de audio (Audio_Out) a través de la línea ON2 del PCAP por medio del resistor R5053. Cuando se aplica una señal de corriente continua superior a 0,4V durante un tiempo mayor a los 700 milisegundos, el teléfono va del estado ON al estado OFF. El parlante externo recibe la señal de audio desde el amplificador ALRT que se encuentra en el interior de la PCAP (A2 en la figura 1). Las señales de este amplificador se envían a través de las líneas ALRT-y ALRT +. Como explicamos en los casos anteriores, ya sea en el caso del parlante interno (Handset Speaker) o de los auriculares, en este caso también se toma una señal de realimentación por medio de la línea o camino ALRT_IN a través de un resistor, en este caso R4201. La señal de salida de este amplificador operacional se encamina hacia el parlante externo a través de C4200 y R4200 que es la salida DAC del codificador.

La Transmisión de Audio En la figura 3 se muestra un diagrama en bloques que resume el funcionamiento del sistema de transmisión de un teléfono celular, en este caso de la serie 920 de Motorola. En la figura 4 se grafica


el circuito que corresponde a esta etapa, notando la conexión de los componentes periféricos al circuito U3000 que corresponde a la plataforma de control de potencia de audio (sistema amplificador final o PCAP). El Micrófono Interno es un componente físico a partir del cual se toma la señal que deberá ser amplificada para su procesamiento. En la figura 4 se puede apreciar que al micrófono se le conecta un resistor (R4103) para proveer una tensión de polarización de 2V en la línea MIC_BIAS desde la línea MIC_BIAS1 de la plataforma de control de potencia de audio (PCAP). Para mantener el ruido a un nivel mínimo, se establece un sistema de filtros cuya salida se conecta a la entrada de un MUX interno de la PCAP. En el caso de utilizar el micrófono que se encuentra en los auriculares externos, la señal se aplica a la línea HS_MIC que será “filtrada” para ingresar a la PCAP por medio de la línea MIC_BIAS2. De la misma manera que antes, se estable un sistema circuital que permite “balancear” el ruido para que se mantenga en un nivel adecuado para permitir la amplificación de la señal desde el auricular a través de la línea MIC_OUT. La línea HS_MAKE_DET supervisa la presencia de los auriculares por medio de la tensión presente en A1_INT de la PCAP, que pasa por R4398. Un mecanismo de

Figura 3


conmutación integrado en el conector de auriculares abrirá o cerrará el camino HS_MAKE_DET a tierra, dependiendo si los auriculares están o no conectados. La entrada del micrófono externo (AUDIO_IN) se obtiene (o se aplica según como lo interprete) del conector accesorio para el teléfono móvil y, por medio de componentes periféricos se aplica a la línea EXT_MIC de la PCAP. Note que a diferencia de los dos casos anteriores, aquí aplicamos la señal directamente al multiplexor de audio sin pasar por un amplificador previo. Además de la señal de audio, la línea AUDIO_IN detecta la presencia de dispositivos accesorios. El accesorio, conectado al bus CE tendrá una impedancia de salida que pondrá a la línea LOGIC_SENSE en un nivel predeterminado. El POG leerá el nivel de entrada de LOGIC_SENSE y configurará el de audio en consecuencia. El MUX de la PCAP elige la señal de entrada, ya sea del micrófono del celular o del micrófono de auriculares o proveniente de una entrada de audio a través de un Multiplexor de Audio (AUD MUX). Luego, un convertidor analógico-digital convierte las señales analógicas entrantes en palabras de13 bits, con codificación PCM. Las señales digitales de audio resultantes son transferidas al POG DSP a través de una interfase serial de 4 hilos (ASAP).

Figura 4


Etapa de Audio de Potencia & PCAP En la figura 5 se puede apreciar el diagrama en bloques de la unidad U3000, plataforma de control de potencia de audio PCAP que es un circuito integrado que maneja diferentes señales y realiza las siguientes tareas: · Filtrado y amplificación de la señal de entrada/salida de audio. · Selección de camino de audio · Regulación de Voltaje · Control de carga de batería · Proporciona un reloj de tiempo real · Control de ring/vibrador · Realiza la adaptación de los protocolos RS232/USB · Control de luz de fondo · Control de encendido de Leds · Realiza el multiplexado de entradas para monitoreo de tensiones y temperatura. Figura 5


· Control dual de interfase SPI para permitir el acceso de dos procesadores de banda base independientes · Posee un conversor D/A Estéreo · Realiza el control de protección de sobretensión Este circuito integrado es controlado y configurado por un circuito integrado procesador de banda base (POG) por medio de una interfase serial de 4 cables o hilos (SPI). El Procesador de banda base tiene acceso a la lectura/escritura de la PCAP. Los datos de audio son transmitidos/recibidos desde el procesador de banda base a través de una interfase SSI de cuatro cables.

P rocesador de Banda Base El POG (procesador de banda base) integra un Microcontrolador de Comunicaciones (MCU) de 32

bits con sistema RISC (sistema reducido de instrucciones), un procesador digital de 32 bits DSP (procesador digital de señales) y un Módulo Interprocesador de Comunicaciones de (IPCM) con periféricos asociados y coprocesadores. A continuación brindaremos una breve descripción de los núcleos y periféricos asociados que son usados en este diseño. El diagrama en bloques que representa la interconexión del Procesador de banda base se muestra en la figura 6. Las figuras 7 y 8 muestran el esquema circuital genérico del POG, con sus componentes asociados, donde se destaca lo siguiente:

Figura 6

·Posee un MCU, microcontrolador ·Incluye GPS ·Integra un DSP que procesa la señal GSM ·Tiene un EIM, módulo de interfase externo. ·Realiza comunicaciones en protocolos USB/Serial. ·Realiza conversiones Analógicas/digitales. En cuanto a los bloques del mencionado circuito integrado pro-


Figura 7


Figura 8


cesador POG, podemos decir lo siguiente: ·IPCM: proporciona DMA de varios canales entre el Mcore (procesador digital), el DSP y los periféricos. ·GQSPI: Interfase PCAP. ·EBIF: interfase externo del autobús para el transporte de datos DMA, WCDMA. ·MQSPI1: control de señales WCDMA. ·EL1T1: temporizador WCDMA. ·CKIH: es una interfase WCDMA de temporización de15.36MHz. ·ASAP: interfase para PCAP y bluetooth de audio. ·Serial BBIF (interfase de Banda de base): TransFigura 9


porte de datos GSM. ·MQSPI2 (interfase periférica serial): Realiza el control de señales GSM. ·EL1T2 (temporizador): Temporizador de acontecimientos GSM. ·CKIH: Reloj GSM de 13MHz. Además del sistema de memoria interno del POG, la arquitectura proporciona 128Mbits (16Mbyte de palabras de 8bits) de memoria flash externa proporcionado por memorias Intel de 64Mbit cada una (figura 9). El bus de estas memorias es de 23 bits de direccionamiento y 32 bits de datos. La memoria flash funciona entre 42-45MHz. *******

I n t roducción Como todos sabemos, Bluetooth es la norma que define un estándar global de comunicación inalámbrica, que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia. Los teléfonos celulares modernos de alta gama poseen la posibilidad de operar con esta tecnología, teniendo alcances que oscilan entre los 50m y los 100m. Mediante Bluetooth es posible el intercambio de archivos utilizando muy poca energía, lo que la hace una tecnología ideal para las comunicaciones actuales. Bluetooth es una tecnología inalámbrica que opera en banda de 2.4GHz, donde no se necesita licencia. En general, podemos decir que es una tecnología diseñada para la implementación de redes de cobertura reducida, normalmente de unos 10 metros, aunque se alcanzan distancias de hasta 100 metros con dispositivos especiales. Las redes se suelen construir en modo “ad-hoc” utilizando dispositivos heterogéneos como teléfonos móviles, dispositivos manuales (“handhelds”) y computadoras portátiles. A diferencia de otras tecnologías inalámbricas como Wi-Fi, Bluetooth ofrece perfiles de servicio más detallados; por ejemplo un perfil para actuar como un servidor de ficheros basado en FTP, para la difusión de ficheros (“file pushing”), para el transporte de voz, para la emulación de línea serie y muchos más. En la figura 1 se puede apreciar el diagrama en bloques de la sección bluetooth de un teléfono Motorola de la serie A920. El circuito integrado U5600 es un BCM2033 que tiene un transceptor de radio integrado que ha sido optimizado para el empleo en 2.4GHz, para aplicaciones de comunicación en Bluetooth (sistemas inalámbricos de alto ren-


Figura 1

dimiento). Este integrado fue diseñado para proveer comunicaciones robustas con bajo costo para usos que funcionan en 2.4GHz a escala mundial en bandas ISM. Es totalmente compatible con las especificaciones para Bluetooth versión V1.1 y “excede” las exigencias para proporcionar la mayor calidad de comunicación. Como aclaración, digamos que ISM (Industrial, Scientific and Medical) son bandas reservadas internacionalmente para uso no comercial de radiofrecuencia en áreas industrial, científica y médica. En la actualidad estas bandas han sido popularizadas por su uso en comunicaciones WLAN (por ejemplo Wi-Fi) o WPAN (por ejemplo, Bluetooth). Las bandas ISM fueron definidas por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones). El uso de estas bandas de frecuencia está abierto a todo el mundo sin necesidad de licencia, respetando las regulaciones que limitan los niveles de potencia transmitida. Este hecho fuerza a que este tipo de comunicaciones tengan cierta tolerancia frente a errores y que utilicen mecanismos de protección contra interferencias, como técnicas de ensanchado de espectro. Por este motivo, las redes que funcionan en esta banda se les denomina redes de espectro ensanchado. El receptor tiene un alto grado de linealidad, un margen dinámico ampliado, y un alto filtrado sobre el canal de operación para asegurar una operación confiable en 2.4GHz sin ruidos en la banda ISM. El


BCM2033 es un circuito integrado que contiene un sistema de transmisión completo para operación en Bluetooth. Los datos de banda base son modulados en GFSK y trasladados a la banda de 2.4GHz mediante un mezclador interno, para poder operar en la banda ISM. Se usa una modulación GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) se usa, en donde un “1” binario representa una desviación de frecuencia positiva, y un “0” binario representa una desviación de frecuencia negativa. La desviación máxima de frecuencia está entre 140kHz y 175kHz. El Amplificador de Poder de salida (PA) proporciona una señal de salida nominal de 0dBm y tiene un control de potencia para proporcionar 24dB de control de ganancia en pasos de 8dB. El Oscilador Local (LO) genera frecuencias en saltos rápidos (1600 saltos por segundo) a través de los 79 canales disponibles para esta técnica. La unidad PU (UPU) realiza el control entre un “controlador de enlace” (LC: Link Control) que es un procesador digital de señales y la interfase HCI (Host Controller Interfase). La interfase HCI proporciona una “interfase de comandos” (valga la redundancia) para la controladora de banda base y para el gestor de enlace y permite acceder al estado de hardware y a los registros de control. Esta interfase proporciona una “capa” de acceso homogénea para todos los dispositivos Bluetooth de banda base.

El microprocesador es un sistema “mejorado” del conocido microcontrolador 8051. La B.B.C. (Bluetooth Base Band Core) maneja los buffers, la segmentación, y el envío de datos para todas las conexiones. Esto también protege los datos que pasan por allí. El control de flujo de datos programa las transacciones SCO/ACL TX/RX en una “ranura” Bluetooth, óptimamente segmenta y embala datos en paquetes de banda base, maneja indicadores de estado de conexión, y compone y descifra paquetes HCI. La Unidad Periférica de Transporte (PTU) maneja la Interfase del Dispositivo. El PTU soporta tres tipos de dispositivos: USB, UART, y PCM. EL PMU proporciona los rasgos de dirección de poder que pueden ser invocados por el software por registros de dirección de poder, o por "el manejo de paquete " en banda base. En la figura 2 se

Figura 2


puede apreciar el circuito asociado al sistema Bluetooth en un sistema celular Motorola de la serie A920.

M á s S o b re B l u e t o o t h Se dice que el nombre Bluetooth fue tomado de un Rey Danés del siglo X, llamado Harald Blátand (Bluetooth), que se hizo famoso por sus habilidades comunicativas, y por haber logrado, mediante el diálogo y la persuasión, la cristianización de su “sociedad” vikinga. La tecnología Bluetooth tiene como objetivo aumentar la efectividad de las comunicaciones entre dispositivos que se encuentran a cortas distancias, ya sea en el área de trabajo como en los espacios públicos. En 1998, un grupo de industrias líderes en computadoras y telecomunicaciones tales como IBM, Intel, Ericsson y Nokia, desarrollaron un dispositivo de bajo costo que servía para comunicar diversos dispositivos basado en un estándar estricto para que su uso se popularizara rápidamente. Las empresas investigadoras formaron un grupo de intereses especiales (Special Interests Group - SIG) que asegurara que el nuevo estandard sería la base para el desarrollo de dispositivos a nivel mundial. El SIG fue rápidamente ganando miembros, como las compañías 3Com, Axis Comunication, Compaq, Dell, Lucent Technologies UK Limited, Motorola, Qualcomm, Xircom, entre otras. La tecnología Bluetooth define un canal de comunicaciones con una velocidad máxima de 720kbyte por segundo con un rango óptimo de 10m (luego se implementó a 100m). El rango de frecuencia de trabajo está entre 2.4 a 2.48GHz con un amplio espectro y saltos de frecuencia con posibilidad de transmitir en sistema full duplex con un máximo de 1600 saltos por segundo. Los saltos de frecuencia se dan entre un total de 79 frecuencias con intervalos de 1MHz, lo que permite brindar seguridad y robustez al sistema. La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10m es de 1mW, mientras que la versión de largo alcance para 100 metros requiere una potencia del


orden de los 100mW. El bajo consumo y bajo costo se logró mediante el desarrollo de todo el sistema en un solo chip utilizando circuitos CMOS. El chip tiene 9x9mm y consume menos del 90% energía que un teléfono celular común, lo cual implica un rendimiento excelente. El protocolo de banda base para este sistema combina circuitos de swicheo (conmutación) y paquetes. Para asegurar que los paquetes no lleguen fuera de orden, los canales (slots) pueden ser reservados por paquetes sincrónicos, utilizando un salto diferente de señal para cada paquete. Por otro lado, la conmutación de circuitos puede ser sincrónica o asincrónica. Cada canal soporta tres canales de datos o de voz sincrónicos o un canal de voz sincrónico y un canal de datos asincrónico. Cada canal de voz puede soportar una tasa de transferencia de 64Kb/s en cada sentido, la cual es adecuada para la transmisión de voz. Un canal asíncrono puede transmitir como máximo 720Kb/s en una dirección y 56Kb/s en la dirección opuesta. Sin embargo, para una conexión asincrónica es posible soportar 432,6Kb/s en ambas direcciones si el enlace es simétrico. El hardware de un dispositivo Bluetooth está compuesto por dos partes: un sistema de radio encargado de modular y transmitir la señal y un controlador digital. El controlador digital está compuesto por una CPU, un procesador de señales digitales (DSP - Digital Signal Processor) llamado Link Controller (o controlador de Enlace) y de las interfaces con el dispositivo anfitrión. El LC o Link Controller se encarga del procesamiento de señales en banda base y del manejo de los protocolos ARQ y FEC. Además, se encarga de las funciones de transferencia (tanto sincrónicas como asincrónicas), de la codificación de Audio y encriptamiento de datos. El CPU del dispositivo remoto se encarga de atender las instrucciones relacionadas con el sistema Bluetooth del dispositivo anfitrión para simplificar su operación. Para ello, sobre la unidad central de proceso o CPU, corre un software denominado “Link Manager” que tiene la función de comunicarse con otros dispositivos por medio del protocolo LMP. *********************

I n t roducción La incorporación de sistemas GPS en los teléfonos celulares es todo una moda. Es más, hasta es posible tener la localización de un móvil sin necesidad de que el teléfono celular tenga este sistema, ya que los operadores suelen prestar este servicio a través de mensajes cortos (SMS). Los dispositivos dotados de GPS, además, podrán realizar cualquier tarea de navegación satelital como ser la elección de rutas correctas cuando están dentro de un automóvil o poder localizar un dispositivo en cualquier punto del planeta. Explicaremos sintéticamente qué es GPS y cómo funciona el circuito en un teléfono celular. Como lo hacemos siempre en este curso, nos basaremos en un móvil Motorola de la serie A920. G P S significa "Global Positioning System" o Sistema de Posicionamiento Global. Se trata de un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que permite fijar a escala mundial la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave. La precisión de un sistema GPS puede determinar la posición de un objeto con errores mínimos, pudiendo determinar una posición con metros de precisión. El sistema de defensa de los Estados Unidos desarrolló este sistema basándose en una red de 24 satélites (21 operativos) en órbita a 20.200 Km que permite cubrir toda la superficie terrestre. Para fijar una posición, el navegador GPS localiza automáticamente, como mínimo, a 4 satélites de la red, de los que recibe señales que indican la posición de cada satélite y su reloj. El navegador GPS sincroniza su reloj y calcula el retraso de las señales (que viene dado por distancia al satélite), calculando la posición en que éste se halla. Una


Figura 1

vez en sincronismo (una vez establecidas las distancias a cada satélite) se fija con facilidad la propia posición relativa del GPS respecto a los satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. Los GPS hoy son comunes en el mercado para los usuarios con fines muy diversos; localización de piezas, montañismo y hasta en los teléfonos celulares con fines diversos. No obstante, la utilización actual más extendida es su empleo en los vehículos que circulan por carreteras (coches, camiones, autobuses...). El GPS en los automóviles permite a los conductores un apoyo considerable. Estos dispositivos llevan programas con voz que le dan instrucciones al conductor sobre los movimientos que deben hacer para seguir la ruta correcta (giros, toma de salidas o entradas desde unas vías a otras, etc.); estas indicaciones de voz permiten al conductor fijar su atención en la carretera. En el auto, un GPS puede: * Indicar la ruta a seguir desde el punto de origen hasta el destino a través de mapas localizados en el GPS. * Establecer controles necesarios para advertir los límites de velocidad * Avisar la densidad de tráfico, etc.


El sistema GPS en un teléfono celular permite la localización en tiempo real del teléfono, utilizando satélites GPS y redes de telefonía celular (normalmente redes CDMA), para ofrecer resultados con alta precisión a través de los servicios de localización personal. Entre las ventajas de este servicio encontramos: ubicación en tiempo real, mejor supervisión y mayor control, alto nivel de precisión a través de mapas digitalizados, mayor flexibilidad, pues las localizaciones pueden efectuarse desde un celular o vía web. Por ejemplo, se puede conocer la ubicación de un celular con sólo enviar un mensaje de texto (y en este caso no es preciso que el móvil tenga sistema GPS!!!). El localizador deberá enviar un SMS (mensaje corto de texto) con el número de celular a ubicar. De inmediato, la persona buscada recibirá un mensaje en donde se le informa que un determinado número está intentando conocer su ubicación y se le pide que lo autorice, por única vez o para siempre. En caso de que la búsqueda sea autorizada, el solicitante recibirá un mensaje con la posición geográfica (latitud, longitud y una dirección postal cercana) donde se encuentra el móvil localizado. Un teléfono celular dotado de sistema GPS, puede recibir la señal satelital de 1575,42MHz a través de la antena planar para GPS interna PIFA (Planar Inverted F Antenna) o por medio de una antena

Figura 2


Figura 3


externa. La señal recepcionada por la antena planar PIFA pasa a través del filtro FL6055 y del amplificador lineal de bajo ruido (LNA) U6051. Note en los diagramas de la figura 1 y 2 que, posteriormente, dicha señal ingresa al filtro LNA U6050 a través del filtro FL6055 (si utiliza antena externa, la señal se aplica directamente al filtro FL6055). La señal que ingresa al amplificador LNA del integrado U6050 es una señal DSS (señal de Secuencia Directa de Espectro Extendido = Direct Sequence Spread Spectrum) de 1575,42MHz con una modulación bi fase (BPSK) extendida de 1,023 Mbps (BPSK = Bi-Phase Shift Keying). La señal DSSS se aplica a un circuito mezclador de rechazo de señal imagen. En el mezclador, esta señal DSS se “mezcla” con la señal proveniente de un oscilador local para producir una señal de frecuencia intermedia (FI) de 9,45MHz. Luego, la señal de salida de FI se amplifica y filtra para ser enviada a una etapa amplificadora con control automático de ganancia (AGC) antes de ser aplicada a un conversor Analógico - Digital (A/D). La etapa de FI también contiene un procesador de señales I-Q que realiza la operación de detección de fases, luego suma las señales I y Q y las envía a un solo canal. El circuito de AGC provee a la señal de FI la ganancia óptima para que pueda ser enviada al conversor analógico - digital de 2 bits. De esta manera, el conversor AD proveerá bits con la amplitud necesaria para ser aplicados al Bloque de Interfase (Interface Block). Las salidas del bloque de interfase proporcionan señales de reloj y datos de 2 bits al procesador GPS U6000 (CGSP2e/LP). Para simplificar la complejidad de la interfase, las señales provenientes del AD son del tipo PELC (Positive Emitter Coupled Logic = Lógica Positiva Acoplada por Emisor). Las entradas de bloque de interfaz son el cable “AGC interface” (AGCDAT) y el pin de control de potencia PWRCTL. El GPS (El sistema de posicionamiento global) DSP dentro de U6000 correlaciona las señales de entrada de datos MAG y SIGN. La amplia arquitectura paralela de rastreo permite la búsqueda simultánea de 1,920 tramas de tiempo/frecuencia, que permite una combinación poderosa de nueva

adquisición muy rápida con la capacidad de encontrar y rastrear señales muy débiles. El bloque de comunicaciones UART que está dentro del U6000, se usa para comunicar a la información de datos de interfaz entre el GSP2E/LP (U6000) y el POG. El circuito integrado GPIO proporciona “apoyo” a una serie de periféricos. RTC es un circuito de reloj de muy baja potencia y altísima precisión de 32kHz proveniente del PCAP. Este circuito es alimentado por VDDRTC para permitir una máxima duración de la batería. REF_FREQ se utiliza como una fuente de reloj externa para U6000. GPS_WAKEUP* es una señal (se activa en bajo) del POG utilizada para despertar al cliente SiRFLoc del modo de Sleep (modo de bajo consumo cuando no se utiliza al dispositivo). GPS_RESET* es una señal de puesta a cero (también activa en bajo) difícil para el SiRF BB IC y la memoria Flash. GPS_BOOT_SEL es usado por el POG para poner la configuración de “autoarranque” luego de un reset. GPS_TIME_SYNC es una señal que se activa en estado alto para proporcionar sincronismo, la cual se envía sobre el POG y sobre la UART.

GP S e n Teléfonos Celulare s Un teléfono celular con conexión a Internet, incluso sin el sistema GPS (Global Positioning System) puede ser ubicado por Google “a grandes rasgos”, es decir, es posible saber dónde está una persona gracias a la antena del aparato. La función que permite esto se denomina “My Location” y al momento de escribir estas líneas estaba todavía en etapa de prueba. Permite situar en los mapas de Google el lugar en el que se encuentra un móvil, con unos 1.000 metros de margen de error. Con esta aplicación Google registró las ubicaciones de las antenas gracias a datos enviados por usuarios de teléfonos con GPS que se conectan a Internet, lo que permitió cartografiar sus posiciones. Esta herramienta funciona con teléfonos equipa-


dos con sistemas Java, BlackBerry, Windows Mobile o Nokia/Symbian. Aunque este programa no es tan preciso como los aparatos con GPS, que permite ubicarse con un metro de margen de error, permite por ejemplo dar indicaciones de rutas. Debido a que el buscador aún no brinda datos sobre las calles de Buenos Aires y otras ciudades de la Argentina, este servicio no se encuentra disponible.

Póngale GPS a su Celular ¿Qué es hipoqih? La página http://www.hipoqih.com/home_pc_es.htm permite descargar un programa que, al ser instaldo en un teléfono celular, permite ubicarlo con buena precisión. Esta aplicación es gratuita y sirve: Para que cualquiera te pueda seguir en un mapa por Internet. Para localizar a tus amigos por todo el planeta. Para llevar tu agenda geolocalizada. Para ver y grabar avisos georreferenciados Para poder des-


cargar este programa (gratuito) debe registrarse en la página mencionada. Su configuración es sencilla y realmente brinda buenos resutados. La ubicación en el mapa está en inglés (yo no pude hacerlo funcionar en español aún). En base a esto, calculo que para dentro de unos años, todas las empresas van a empezar a utilizar este sistema de rastreo GPS como una herramienta práctica. ******

I n t roducción Para finalizar con la descripción y funcionamiento de un teléfono celular, vamos a explicar cómo funciona la cámara, qué formatos se emplean y cuáles son las señales que entran en juego cuando tomamos una fotografía o filmamos un video. Por último, analizaremos el bloque de apoyo del POG encargado de establecer las comunicaciones entre periféricos y microcontrolador. El sensor de imagen de la cámara de un teléfono celular suele ser un dispositivo CDD o un componente CMOS. En los teléfonos Motorola serie A920 se emplea un sensor de tecnología CMOS Conexant que toma imágenes VGA con una resolución de 15 cuadros por Segundo. El sensor Conexant entrega una salida RGB con datos de 8 bits para cada píxel a un procesador de imágenes (backend processor) que en el diagrama en bloques de la figura 1 está representado por el integrado U7600. El procesador final U7600 recibe las señales desde el sensor en el formato RGB de Bayer y las procesa en datos comprimidos o descomprimidos YUV de 8 bits, los cuales son enviados a través del bus VODATA al procesador de aplicaciones HELEN (es un procesador secundario empleado para el tratamiento de algunas aplicaciones de los teléfonos celulares).

El Patrón RGB de Bayer Cabe aclarar que RGB ( Red, Green, Blue) es la denominación del modelo teórico que compone un color en base a la intensidad de los colores primarios, el rojo, el verde y el azul. Es un modelo de color basado en la síntesis aditiva del la luz. Este es el que usamos en photoshop y el que siguen los fabri-


Figura 1 cantes de cámaras para los patrones Bayer de los sensores. En general, la mayoría de las cámaras digitales emplean el patrón Bayer (no sólo la de los teléfonos celulares). Esto es una cuadrícula con los tres colores primarios que se disponen de forma ordenada sobre cada uno de los “píxeles o fotosites”. Esta distribución permite que el procesador seleccione e interprete qué color corresponde a cada píxel. Volviendo a nuestro diagrama en bloques, para que el procesador sepa cómo interpretar cada señal procedente del sensor, los ingenieros se basan en lo que conocemos como espectro de luz. Cada rayo de luz solar se puede dividir mediante un prisma para poder observar los colores que lo forman. Algo similiar es lo que hace el patrón bayer, es decir, en vez de dividir la luz, sólo deja pasar la del color que esté en ese fotosite, el rojo, el verde o el azul. El procesador final (backen processor - U7600) es capaz de procesar señales de datos con resolución VGA de 640x480, QVGA de 320x240, CIF de 352x288 y QCIF de 1676x144. Las funciones de control de este procesador se realizan por medio de 2 líneas o cables de interfaz serial (SSCLK y SSDA).


Los dispositivos de calificación lógica QCIF (U7602 y U7603 en la figura 2) se utilizan para las funciones de captura de video y visor de imágenes (viewfinder). Las líneas o cables VSYNC y HSYNC se encargan de proveer el sincronismo a las señales de imagen. VSYNC indica el comienzo y el fin de un cuadro de video mientras que HSYNC señaliza el comienzo de una línea de imagen. VODATA envía datos de procesamiento de imagen de 8 bits en formato YUV 4: 2: 2 hacia el procesador Helen. La línea VODATA3 es compartida por la cámara y los dispositivos de conexión infrarroja (IrDA). Por motivos de hardware, la cámara y los dispositivos IrDA no se pueden usar al mismo tiempo. Por tal motivo se emplea la línea IRDA_SHUTDOWN para habilitar VODATA3 durante la operación de la cámara. La línea CAM_ROT_DETECT se emplea para indicar la posición de rotación del sensor de imagen. Un imán integrado en el sensor CONEXANT habilita a un interruptor de efecto Hall que causa un cambio en el estado de CAM_ROT_DETECT, con lo cual el procesador secundario Helen responderá realizando una inversión horizontal de la imagen. La imagen que recibe el procesador Helen pasa por un proceso DSP donde la señal YUV 4:2:2 se convierte en una señal 4: 2: 0. Para exhibir la ima-

Figura 2


Figura 3

gen en el display del celular, la señal YUV 4: 2: 0 pasa por un estado de procesamiento posterior DSP para convertirla en una señal RGB, luego la señal RGB pasa por un amplificador de video para ser aplicada al display. Cuando se desean almacenar fotos (imágenes inmóviles) se realiza el paso de formato YUV 4: 2: 0 a codificación JPEG y posteriormente se almacena el dato en el sector seleccionado (memoria flash, SD, MMC, etc.). Cuando se toman señales de video, la señal YUV 4: 2: 0 se codifica en formato MPEG4 H.263 y luego se transfieren al sector de almacenamiento seleccionado por el usuario, aunque también se puede enviar como transmisión de datos en tiempo real.

Helen: El Procesador de Apoyo Helen es un microprocesdor dual core (de dos cabezas o corazones) que incorpora las características de alta permormances de arquitectura TI925T MPU y TI TMS320C55x DS. En general podríamos decir que provee conexión entre el móvil y los diferentes accesorios. En otra palabra, es quien “maneja los puertos de


conexión” del celular con el exterior. Damos, a continuación, la descripción de los”corazones” y circuitos de apoyo que se emplean en este diseño (figura 3). ·Flash I/ F, SDRAM I/ F. interfaz para memorias FLASH y SDRAM. ·Keypad interfaz. Interfaz para teclado. ·LCD I/ F - Display Interfaz. interfaz para display. ·UART3 - IrDA interfaz. interfaz para puerto infrarrojo. ·MMC interfaz. Interfaz MMC. ·GPIO - For A/ Ds. Apoyo para conversores analógico-digitales. ·Secondary SPI - PCAP interfaz. Interfaz para circuitos de audio y fuentes. ·Bluetooth interfaz. interfaz para Bluetooth. ·Camera IF - Backend Pixel Processor interfaz. interfaz para procesador de imágenes. .I2C - Inter- Integrated Circuit Master and Slave interfaz. interfaz para conexión I2C. ·IPCL - Inter- Processor Communications Link for Helen to POG interfaz. interfaz para permitir la conexión de este procesador “core duo” con el procesador principal del teléfono, el POG.

Se trata de un dispositivo de muy bajo consumo (ULPD - Ultralow- Power Device), con un hilo (cable) de conexión con la mameria (1 wire Communication for Battery EPROM) que utiliza protocolo USB por medio de un tranceptor de señales USB como procesador cliente (PCAP’s USB transceiver). Posee una interfaz RS232 (UART1 - RS232 interfaz to CE bus), un bus serial para sistemas de audio estereo (McBSP1 - Multichannel Buffered Serial Port (VSAP)

for the PCAP stereo audio interfaz) y un bus serial para comunicaciones de audio a través de Bluetooth (McBSP2 - Multichannel Buffered Serial Port (ASAP) for the PCAP and Bluetooth audio interfaz). En las figuras 4 y 5 se puede apreciar el diagrama en bloques que representa la ubicación de este procesador Helen en el celular y su circuito de operación. *************** Figura 4


Figura 5


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