Telecomunicaciones

La comunicación a larga distancia se utilizaba mucho antes de que el descubrimiento de la electricidad y el electromagnetismo permitiera la invención de las telecomunicaciones . ^{[ 14 ]} Aquí se describen algunos de los muchos métodos ingeniosos para comunicarse a distancia con anterioridad a ello.

Las palomas mensajeras se han utilizado a lo largo de la historia por diferentes culturas. El servicio de palomas mensajeras tenía raíces persas y posteriormente fue utilizado por los romanos para apoyar a su ejército. Frontino afirmó que Julio César utilizó palomas como mensajeras en su conquista de la Galia . ^{[ 15 ]} Los griegos también transmitían los nombres de los vencedores de los Juegos Olímpicos a diversas ciudades mediante palomas mensajeras. ^{[ 16 ]} A principios del siglo XIX, el gobierno neerlandés utilizó el sistema en Java y Sumatra . Y en 1849, Paul Julius Reuter inició un servicio de palomas para transportar cotizaciones bursátiles entre Aquisgrán y Bruselas , un servicio que funcionó durante un año hasta que se completó la conexión telegráfica. ^{[ 17 ]}

En la Edad Media, las cadenas de balizas se utilizaban comúnmente en las cimas de las colinas para transmitir señales. Estas cadenas tenían el inconveniente de que solo podían transmitir un único bit de información, por lo que el significado del mensaje, como «se ha avistado al enemigo», debía acordarse de antemano. Un ejemplo notable de su uso se dio durante la Armada Invencible , cuando una cadena de balizas transmitió una señal desde Plymouth hasta Londres . ^{[ 18 ]}

En 1792, Claude Chappe , un ingeniero francés, construyó el primer sistema fijo de telegrafía visual (o línea de semáforos ) entre Lille y París. ^{[ 19 ]} Sin embargo, el sistema de semáforos requería operadores cualificados y torres costosas a intervalos de diez a treinta kilómetros (de seis a diecinueve millas). Como consecuencia de la competencia del telégrafo eléctrico, la última línea comercial fue abandonada en 1880. ^{[ 20 ]}

El 25 de julio de 1837, el inventor inglés Sir William Fothergill Cooke y el científico inglés Sir Charles Wheatstone demostraron el primer telégrafo eléctrico comercial . ^{[ 21 ] [ 22 ]} Ambos inventores consideraron su dispositivo como "una mejora del telégrafo electromagnético [existente]" y no como un dispositivo nuevo. ^{[ 23 ]}

Samuel Morse desarrolló de forma independiente una versión del telégrafo eléctrico que demostró sin éxito el 2 de septiembre de 1837. Su código representó un importante avance respecto al método de señalización de Wheatstone. El primer cable telegráfico transatlántico se completó con éxito el 27 de julio de 1866, lo que permitió la telecomunicación transatlántica por primera vez. ^{[ 24 ]}

Tras los primeros intentos de Antonio Meucci por desarrollar un telégrafo parlante y Johann Philipp Reis un teléfono , Alexander Bell solicitó una patente para el teléfono convencional en febrero de 1876 (tan solo unas horas antes de que Elisha Gray solicitara una solicitud de patente para un dispositivo similar). ^{[ 25 ] [ 26 ]} Los primeros servicios telefónicos comerciales fueron establecidos por la Bell Telephone Company en 1878 y 1879 a ambos lados del Atlántico, en las ciudades de New Haven y Londres. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

En 1894, el inventor italiano Guglielmo Marconi comenzó a desarrollar la comunicación inalámbrica utilizando el fenómeno de las ondas de radio , recientemente descubierto en aquel entonces , demostrando, en 1901, que podían transmitirse a través del océano Atlántico. ^{[ 29 ]} Este fue el comienzo de la telegrafía inalámbrica por radio. El 17 de diciembre de 1902, una transmisión desde la estación Marconi en Glace Bay, Nueva Escocia, Canadá , se convirtió en el primer mensaje de radio del mundo en cruzar el Atlántico desde Norteamérica. En 1904, se estableció un servicio comercial para transmitir resúmenes de noticias nocturnos a los barcos suscriptores, que los incorporaban a sus periódicos a bordo. ^{[ 30 ]}

La Primera Guerra Mundial aceleró el desarrollo de la radio para las comunicaciones militares . Después de la guerra, la radiodifusión comercial en AM comenzó en la década de 1920 y se convirtió en un importante medio de comunicación de masas para el entretenimiento y las noticias. La Segunda Guerra Mundial volvió a acelerar el desarrollo de la radio para los fines bélicos de comunicación aérea y terrestre, radionavegación y radar. ^{[ 31 ]} El desarrollo de la radiodifusión estéreo en FM comenzó en la década de 1930 en Estados Unidos y en la década de 1940 en el Reino Unido, ^{[ 32 ]} desplazando a la AM como el estándar comercial dominante en la década de 1970. ^{[ 33 ]}

El 25 de marzo de 1925, John Logie Baird demostró la transmisión de imágenes en movimiento en los grandes almacenes Selfridges de Londres . El dispositivo de Baird se basaba en el disco de Nipkow, de Paul Nipkow , y por ello se conoció como la televisión mecánica . Constituyó la base de las emisiones experimentales realizadas por la British Broadcasting Corporation a partir del 30 de septiembre de 1929. ^{[ 34 ]}

Los tubos de vacío utilizan la emisión termoiónica de electrones desde un cátodo calentado para una serie de funciones electrónicas fundamentales, como la amplificación de señales y la rectificación de corriente . ^{[ 35 ]}

El tubo de vacío más simple, el diodo inventado en 1904 por John Ambrose Fleming , contiene únicamente un cátodo emisor de electrones calentado y un ánodo. Los electrones solo pueden fluir en una dirección a través del dispositivo: del cátodo al ánodo. La adición de una o más rejillas de control dentro del tubo permite controlar la corriente entre el cátodo y el ánodo mediante el voltaje aplicado a la rejilla o rejillas. ^{[ 36 ]} Estos dispositivos se convirtieron en un componente clave de los circuitos electrónicos durante la primera mitad del siglo XX y fueron cruciales para el desarrollo de la radio, la televisión, el radar, la grabación y reproducción de sonido , las redes telefónicas de larga distancia y las primeras computadoras analógicas y digitales . Si bien algunas aplicaciones habían utilizado tecnologías anteriores, como el transmisor de chispa para la radio o las computadoras mecánicas para la computación, fue la invención del tubo de vacío termoiónico lo que hizo que estas tecnologías se generalizaran y fueran prácticas, dando lugar a la creación de la electrónica . ^{[ 37 ]}

Durante la mayor parte del siglo XX, los televisores dependieron de un tipo de tubo de vacío —el tubo de rayos catódicos— inventado por Karl Ferdinand Braun . La primera versión prometedora de este tipo de televisor fue producida por Philo Farnsworth y mostrada a su familia el 7 de septiembre de 1927. ^{[ 38 ]} Después de la Segunda Guerra Mundial, se reanudaron los experimentos interrumpidos y la televisión se convirtió en un importante medio de transmisión de entretenimiento doméstico.

También en la década de 1940, la invención de los semiconductores permitió la producción de dispositivos de estado sólido , que son más pequeños, económicos, eficientes, fiables y duraderos que las válvulas de vacío. A partir de mediados de la década de 1960, las válvulas de vacío fueron reemplazadas por el transistor . Las válvulas de vacío aún se utilizan en algunos amplificadores de alta frecuencia.

El 11 de septiembre de 1940, George Stibitz transmitió problemas para su Calculadora de Números Complejos en Nueva York usando un teletipo y recibió los resultados calculados de vuelta en Dartmouth College en New Hampshire . ^{[ 39 ]} Esta configuración de una computadora centralizada ( mainframe ) con terminales tontas remotas siguió siendo popular hasta bien entrada la década de 1970. En la década de 1960, Paul Baran y, de forma independiente, Donald Davies comenzaron a investigar la conmutación de paquetes , una tecnología que envía un mensaje en porciones a su destino de forma asíncrona sin pasarlo por un mainframe centralizado. Una red de cuatro nodos surgió el 5 de diciembre de 1969, constituyendo los inicios de ARPANET , que para 1981 había crecido a 213 nodos . ^{[ 40 ]} ARPANET finalmente se fusionó con otras redes para formar Internet. Si bien el desarrollo de Internet fue un tema central para el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF, por sus siglas en inglés), que publicó una serie de documentos de solicitud de comentarios , otros avances en redes se produjeron en laboratorios industriales , como el desarrollo de redes de área local (LAN) como Ethernet (1983), Token Ring (1984) y la topología de red en estrella .

La capacidad efectiva para intercambiar información a nivel mundial a través de redes de telecomunicaciones bidireccionales creció de 281 petabytes (PB) de información comprimida óptimamente en 1986 a 471 PB en 1993, a 2,2 exabytes (EB) en 2000 y a 65 EB en 2007. ^{[ 41 ]} Esto es el equivalente informativo de dos páginas de periódico por persona al día en 1986, y seis periódicos completos por persona al día en 2007. ^{[ 42 ]} Dado este crecimiento, las telecomunicaciones desempeñan un papel cada vez más importante en la economía mundial y la industria global de las telecomunicaciones era un sector de aproximadamente 4,7 billones de dólares en 2012. ^{[ 43 ] [ 44 ]} Los ingresos por servicios de la industria global de las telecomunicaciones se estimaron en 1,5 billones de dólares en 2010, lo que corresponde al 2,4 % del producto interno bruto (PIB) mundial. ^{[ 43 ]}

Las tecnologías de telecomunicaciones se pueden dividir principalmente en métodos cableados e inalámbricos. En general, un sistema básico de telecomunicaciones consta de tres partes principales que siempre están presentes de una forma u otra:

• Un transmisor que toma información y la convierte en una señal.
• Un medio de transmisión , también llamado canal físico, que transporta la señal (por ejemplo, el "canal de espacio libre" ).
• Un receptor que toma la señal del canal y la convierte de nuevo en información utilizable para el receptor.

En una emisora ​​de radio , el amplificador de potencia es el transmisor, y la antena de transmisión es la interfaz entre el amplificador y el canal de espacio libre. El canal de espacio libre es el medio de transmisión, y la antena del receptor es la interfaz entre el canal de espacio libre y el receptor. Finalmente, el receptor de radio es el destino de la señal de radio, donde se convierte de electricidad a sonido.

Los sistemas de telecomunicaciones son ocasionalmente "dúplex" (sistemas bidireccionales) con una sola unidad electrónica que funciona como transmisor y receptor, o transceptor (por ejemplo, un teléfono móvil ). ^{[ 45 ]} La electrónica de transmisión y la electrónica de recepción dentro de un transceptor son bastante independientes entre sí. Esto se explica por el hecho de que los transmisores de radio contienen amplificadores de potencia que operan con potencias eléctricas medidas en vatios o kilovatios, mientras que los receptores de radio trabajan con potencias de radio medidas en microvatios o nanovatios . Por lo tanto, los transceptores deben diseñarse y construirse cuidadosamente para aislar sus circuitos de alta potencia y sus circuitos de baja potencia entre sí para evitar interferencias.

La telecomunicación por líneas fijas se denomina comunicación punto a punto porque se produce entre un transmisor y un receptor. La telecomunicación por radiodifusión se denomina comunicación por difusión porque se produce entre un transmisor potente y numerosos receptores de radio de baja potencia pero sensibles. ^{[ 45 ]}

Los sistemas de telecomunicaciones en los que múltiples transmisores y receptores están diseñados para cooperar y compartir el mismo canal físico se denominan sistemas multiplexados . El uso compartido de canales físicos mediante multiplexación suele resultar en una reducción significativa de costos. Los sistemas multiplexados se implementan en redes de telecomunicaciones y las señales multiplexadas se conmutan en los nodos para llegar al receptor terminal de destino correcto.

Las comunicaciones pueden codificarse como señales analógicas o digitales , las cuales, a su vez, pueden ser transmitidas por sistemas de comunicación analógicos o digitales. Las señales analógicas varían continuamente con respecto a la información, mientras que las señales digitales codifican la información como un conjunto de valores discretos (por ejemplo, un conjunto de unos y ceros). ^{[ 46 ]} Durante la propagación y la recepción, la información contenida en las señales analógicas se degrada por ruido no deseado . Comúnmente, el ruido en un sistema de comunicación puede expresarse como la suma o la resta de la señal deseada mediante un proceso aleatorio . Esta forma de ruido se denomina ruido aditivo , entendiendo que el ruido puede ser negativo o positivo en diferentes momentos.

A menos que la perturbación de ruido aditivo supere un cierto umbral, la información contenida en las señales digitales permanecerá intacta. Su resistencia al ruido representa una ventaja clave de las señales digitales sobre las analógicas. Sin embargo, los sistemas digitales fallan catastróficamente cuando el ruido excede su capacidad de autocorrección. Por otro lado, los sistemas analógicos fallan de forma gradual: a medida que aumenta el ruido, la señal se degrada progresivamente, pero sigue siendo utilizable. Además, la transmisión digital de datos continuos añade inevitablemente ruido de cuantificación a la salida. Este ruido puede reducirse, pero no eliminarse, únicamente a costa de aumentar el ancho de banda requerido del canal.

El término canal tiene dos significados diferentes. En uno de ellos, un canal es el medio físico que transporta una señal entre el transmisor y el receptor. Ejemplos de esto incluyen la atmósfera para comunicaciones sonoras, fibras ópticas de vidrio para algunos tipos de comunicaciones ópticas , cables coaxiales para comunicaciones a través de los voltajes y corrientes eléctricas que contienen, y el espacio libre para comunicaciones que utilizan luz visible , ondas infrarrojas , luz ultravioleta y ondas de radio . Los tipos de cable coaxial se clasifican por tipo RG o guía de radio , terminología derivada de la Segunda Guerra Mundial. Las diversas designaciones RG se utilizan para clasificar las aplicaciones específicas de transmisión de señales. ^{[ 47 ]} Este último canal se llama canal de espacio libre . El envío de ondas de radio de un lugar a otro no tiene nada que ver con la presencia o ausencia de una atmósfera entre ambos. Las ondas de radio viajan a través del vacío perfecto con la misma facilidad que viajan a través del aire, la niebla, las nubes o cualquier otro tipo de gas.

El otro significado del término canal en telecomunicaciones se observa en la expresión canal de comunicaciones , que es una subdivisión de un medio de transmisión que permite enviar múltiples flujos de información simultáneamente. Por ejemplo, una emisora ​​de radio puede transmitir ondas de radio al espacio libre a frecuencias cercanas a los 94,5 MHz (megahercios), mientras que otra emisora ​​puede transmitir simultáneamente ondas de radio a frecuencias cercanas a los 96,1 MHz. Cada emisora ​​transmitiría ondas de radio en un ancho de banda de aproximadamente 180 kHz (kilohercios), centrado en frecuencias como las mencionadas, denominadas "frecuencias portadoras" . En este ejemplo, cada emisora ​​está separada de las adyacentes por 200 kHz, y la diferencia entre 200 kHz y 180 kHz (20 kHz) es un margen de ingeniería para las imperfecciones del sistema de comunicación.       

En el ejemplo anterior, el canal de espacio libre se ha dividido en canales de comunicación según la frecuencia , y a cada canal se le asigna un ancho de banda de frecuencia independiente para la transmisión de ondas de radio. Este sistema de división del medio en canales según la frecuencia se denomina multiplexación por división de frecuencia (FDM) . Otro término para el mismo concepto es multiplexación por división de longitud de onda (LDM) , que se utiliza con mayor frecuencia en comunicaciones ópticas cuando varios transmisores comparten el mismo medio físico.

Otra forma de dividir un medio de comunicación en canales consiste en asignar a cada emisor un segmento de tiempo recurrente (una ranura de tiempo , por ejemplo, de 20 milisegundos de cada segundo) y permitir que cada emisor envíe mensajes únicamente dentro de su propia ranura de tiempo. Este método de división del medio en canales de comunicación se denomina multiplexación por división de tiempo (TDM) y se utiliza en la comunicación por fibra óptica. Algunos sistemas de radiocomunicación utilizan TDM dentro de un canal FDM asignado. Por lo tanto, estos sistemas emplean una combinación de TDM y FDM.

La conformación de una señal para transmitir información se conoce como modulación . La modulación se puede utilizar para representar un mensaje digital como una forma de onda analógica. Esto se denomina comúnmente "keying" —término derivado del antiguo uso del código Morse en telecomunicaciones— y existen varias técnicas de keying (entre ellas, la modulación por desplazamiento de fase , la modulación por desplazamiento de frecuencia y la modulación por desplazamiento de amplitud ). El sistema Bluetooth , por ejemplo, utiliza la modulación por desplazamiento de fase para intercambiar información entre varios dispositivos. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Además, existen combinaciones de modulación por desplazamiento de fase y modulación por desplazamiento de amplitud, denominadas (en la jerga del campo) modulación de amplitud en cuadratura (QAM), que se utilizan en sistemas de radiocomunicación digital de alta capacidad.

La modulación también puede utilizarse para transmitir información de señales analógicas de baja frecuencia a frecuencias más altas. Esto resulta útil porque las señales analógicas de baja frecuencia no pueden transmitirse eficazmente en el espacio libre. Por lo tanto, la información de una señal analógica de baja frecuencia debe ser impresa en una señal de mayor frecuencia (conocida como onda portadora ) antes de la transmisión. Existen varios esquemas de modulación diferentes para lograr esto [dos de los más básicos son la modulación de amplitud (AM) y la modulación de frecuencia (FM)]. Un ejemplo de este proceso es la voz de un disc jockey impresa en una  onda portadora de 96 MHz mediante modulación de frecuencia (la voz se recibiría entonces en una radio como el canal 96  FM). ^{[ 50 ]} Además, la modulación tiene la ventaja de que puede utilizar multiplexación por división de frecuencia (FDM).

Una red de telecomunicaciones es un conjunto de transmisores, receptores y canales de comunicación que envían mensajes entre sí. Algunas redes de comunicaciones digitales contienen uno o más enrutadores que trabajan juntos para transmitir información al usuario correcto. Una red de comunicaciones analógica consta de uno o más conmutadores que establecen una conexión entre dos o más usuarios. Para ambos tipos de redes, pueden ser necesarios repetidores para amplificar o recrear la señal cuando se transmite a largas distancias. Esto es para combatir la atenuación que puede hacer que la señal sea indistinguible del ruido. ^{[ 51 ]} Otra ventaja de los sistemas digitales sobre los analógicos es que su salida es más fácil de almacenar en la memoria, es decir, dos estados de voltaje (alto y bajo) son más fáciles de almacenar que un rango continuo de estados.

A escala microeconómica , las empresas han utilizado las telecomunicaciones para ayudar a construir imperios comerciales globales. Esto es evidente en el caso del minorista en línea Amazon.com, pero, según el académico Edward Lenert, incluso el minorista tradicional Walmart se ha beneficiado de una mejor infraestructura de telecomunicaciones en comparación con sus competidores. ^{[ 52 ]} En ciudades de todo el mundo, los propietarios de viviendas utilizan sus teléfonos para pedir y contratar una variedad de servicios para el hogar, desde entregas de pizza hasta electricistas. Incluso se ha observado que comunidades relativamente pobres utilizan las telecomunicaciones en su beneficio. En el distrito de Narsingdi , en Bangladesh , los aldeanos aislados utilizan teléfonos celulares para hablar directamente con los mayoristas y negociar un mejor precio para sus productos. En Costa de Marfil , los caficultores comparten teléfonos móviles para seguir las variaciones horarias de los precios del café y vender al mejor precio. ^{[ 53 ]}

En la escala macroeconómica , Lars-Hendrik Röller y Leonard Waverman sugirieron un vínculo causal entre una buena infraestructura de telecomunicaciones y el crecimiento económico. ^{[ 54 ] [ 55 ]} Pocos discuten la existencia de una correlación, aunque algunos argumentan que es erróneo considerar la relación como causal. ^{[ 56 ]}

Debido a los beneficios económicos de una buena infraestructura de telecomunicaciones, existe una creciente preocupación por el acceso desigual a los servicios de telecomunicaciones entre los distintos países del mundo; esto se conoce como brecha digital . Una encuesta realizada en 2003 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) reveló que aproximadamente un tercio de los países tienen menos de una suscripción móvil por cada 20 personas y otro tercio tiene menos de una suscripción de telefonía fija por cada 20 personas. En cuanto al acceso a Internet, aproximadamente la mitad de los países tienen menos de una persona por cada 20 con acceso a Internet. A partir de esta información, así como de datos educativos, la UIT pudo elaborar un índice que mide la capacidad general de los ciudadanos para acceder y utilizar las tecnologías de la información y la comunicación. ^{[ 57 ]} Según esta medida, Suecia, Dinamarca e Islandia obtuvieron la mejor clasificación, mientras que los países africanos Níger , Burkina Faso y Malí obtuvieron la peor. ^{[ 58 ]}

Las telecomunicaciones han desempeñado un papel significativo en las relaciones sociales. Sin embargo, dispositivos como el sistema telefónico se anunciaban inicialmente haciendo hincapié en sus aspectos prácticos (como la posibilidad de realizar negocios o solicitar servicios a domicilio) en lugar de en sus aspectos sociales. No fue hasta finales de la década de 1920 y principios de la de 1930 que los aspectos sociales del dispositivo se convirtieron en un tema central de la publicidad telefónica. Las nuevas promociones comenzaron a apelar a las emociones de los consumidores, destacando la importancia de las conversaciones sociales y de mantenerse conectados con familiares y amigos. ^{[ 59 ]}

Desde entonces, el papel que las telecomunicaciones han desempeñado en las relaciones sociales ha cobrado cada vez más importancia. En los últimos años, la popularidad de las redes sociales ha aumentado drásticamente. Estas plataformas permiten a los usuarios comunicarse entre sí, así como publicar fotografías, eventos y perfiles para que otros los vean. Los perfiles pueden incluir la edad, los intereses, la orientación sexual y el estado civil de una persona. De esta manera, estas plataformas pueden desempeñar un papel importante en todo, desde la organización de eventos sociales hasta el cortejo . ^{[ 60 ]}

Antes de las redes sociales, tecnologías como los mensajes de texto (SMS) y el teléfono también tuvieron un impacto significativo en las interacciones sociales. En 2000, el grupo de investigación de mercado Ipsos MORI informó que el 81% de los usuarios de SMS de entre 15 y 24 años en el Reino Unido habían utilizado el servicio para coordinar encuentros sociales y el 42% para ligar. ^{[ 61 ]}

En términos culturales, las telecomunicaciones han aumentado la capacidad del público para acceder a la música y el cine. Con la televisión, las personas pueden ver películas que no habían visto antes en sus propios hogares sin tener que desplazarse a la tienda de videos o al cine. ^{[ 63 ]} Con la radio e Internet, las personas pueden escuchar música que no habían oído antes sin tener que desplazarse a la tienda de música. ^{[ 64 ]}

Las telecomunicaciones también han transformado la forma en que la gente recibe las noticias. Una encuesta realizada en 2006 (tabla de la derecha) a poco más de 3000 estadounidenses por la organización sin fines de lucro Pew Internet and American Life Project reveló que la mayoría prefería la televisión o la radio a los periódicos.

Las telecomunicaciones han tenido un impacto igualmente significativo en la publicidad. TNS Media Intelligence informó que en 2007, el 58% del gasto publicitario en Estados Unidos se destinó a medios que dependen de las telecomunicaciones. ^{[ 65 ]}

Según los datos recopilados por Gartner ^{[ 75 ] [ 76 ]} y Ars Technica ^{[ 77 ],} las ventas mundiales de los principales equipos de telecomunicaciones para el consumidor, en millones de unidades, fueron:

En una red telefónica, la persona que llama se conecta con la persona con la que desea hablar mediante conmutadores en distintas centrales telefónicas . ^{[ 78 ]} Los conmutadores forman una conexión eléctrica entre los dos usuarios, y su configuración se determina electrónicamente cuando la persona que llama marca el número. Una vez establecida la conexión, la voz de la persona que llama se transforma en una señal eléctrica mediante un pequeño micrófono en su auricular . Esta señal eléctrica se envía a través de la red al usuario en el otro extremo, donde un pequeño altavoz en su auricular la transforma de nuevo en sonido .

A partir de 2015Los teléfonos fijos en la mayoría de los hogares son analógicos; es decir, la voz del hablante determina directamente el voltaje de la señal. ^{[ 79 ]} Si bien las llamadas de corta distancia pueden manejarse de extremo a extremo como señales analógicas, cada vez más proveedores de servicios telefónicos convierten transparentemente las señales a señales digitales para su transmisión. La ventaja de esto es que los datos de voz digitalizados pueden viajar junto con los datos de Internet y reproducirse perfectamente en la comunicación de larga distancia (a diferencia de las señales analógicas, que inevitablemente se ven afectadas por el ruido).

Los teléfonos móviles han tenido un impacto significativo en las redes telefónicas. Las suscripciones de telefonía móvil superan ahora a las de telefonía fija en muchos mercados. Las ventas de teléfonos móviles en 2005 totalizaron 816,6  millones, cifra que se repartió casi por igual entre los mercados de Asia/Pacífico (204 millones), Europa Occidental (164 millones), CEMEA (Europa Central, Oriente Medio y África) (153,5 millones), Norteamérica (148 millones) y Latinoamérica (102 millones). ^{[ 80 ]} En cuanto a las nuevas suscripciones durante los cinco años transcurridos desde 1999, África ha superado a otros mercados con un crecimiento del 58,2 %. ^{[ 81 ]} Cada vez más, estos teléfonos utilizan sistemas donde el contenido de voz se transmite digitalmente, como GSM o W-CDMA, y muchos mercados optan por dejar de usar sistemas analógicos como AMPS . ^{[ 82 ]}

También se han producido cambios drásticos en la comunicación telefónica a nivel interno. A partir de la puesta en marcha de TAT-8 en 1988, la década de 1990 vio la adopción generalizada de sistemas basados ​​en fibra óptica. La ventaja de comunicarse con fibra óptica es que ofrece un aumento drástico en la capacidad de datos. El propio TAT-8 podía transmitir 10 veces más llamadas telefónicas que el último cable de cobre instalado en ese momento, y los cables de fibra óptica actuales pueden transmitir 25 veces más llamadas telefónicas que TAT-8. ^{[ 83 ]} Este aumento en la capacidad de datos se debe a varios factores: Primero, las fibras ópticas son físicamente mucho más pequeñas que las tecnologías de la competencia. Segundo, no sufren de diafonía , lo que significa que se pueden agrupar fácilmente varios cientos de ellas en un solo cable. ^{[ 84 ]} Por último, las mejoras en la multiplexación han llevado a un crecimiento exponencial en la capacidad de datos de una sola fibra. ^{[ 85 ] [ 86 ]}

El protocolo conocido como Modo de Transferencia Asíncrona (ATM) facilita la comunicación a través de muchas redes modernas de fibra óptica . Este protocolo permite la transmisión de datos en paralelo, como se mencionó en el segundo párrafo. Es adecuado para redes telefónicas públicas, ya que establece una ruta para los datos a través de la red y asocia un contrato de tráfico a dicha ruta. El contrato de tráfico es, esencialmente, un acuerdo entre el cliente y la red sobre cómo esta última debe gestionar los datos; si la red no puede cumplir las condiciones del contrato, no acepta la conexión. Esto es importante porque las llamadas telefónicas pueden negociar un contrato para garantizar una tasa de bits constante, lo que asegura que la voz del interlocutor no se retrase ni se interrumpa por completo. ^{[ 87 ]} Existen competidores de ATM, como la Conmutación de Etiquetas Multiprotocolo (MPLS), que realizan una tarea similar y se espera que reemplacen a ATM en el futuro. ^{[ 88 ] [ 89 ]}

En un sistema de radiodifusión, la torre de transmisión central de alta potencia emite una onda electromagnética de alta frecuencia a numerosos receptores de baja potencia. La onda de alta frecuencia enviada por la torre se modula con una señal que contiene información visual o auditiva. El receptor se sintoniza para captar la onda de alta frecuencia y se utiliza un demodulador para recuperar la señal que contiene la información visual o auditiva. La señal de transmisión puede ser analógica (la señal varía continuamente con respecto a la información) o digital (la información se codifica como un conjunto de valores discretos). ^{[ 45 ] [ 90 ]}

La industria de los medios de comunicación se encuentra en un punto de inflexión crucial en su desarrollo, con muchos países transitando de la transmisión analógica a la digital. Este cambio es posible gracias a la producción de circuitos integrados más económicos, rápidos y con mayor capacidad . La principal ventaja de la transmisión digital es que evita una serie de problemas comunes en la transmisión analógica tradicional. En el caso de la televisión, esto incluye la eliminación de problemas como imágenes con interferencias , imágenes fantasma y otras distorsiones. Estos problemas se producen debido a la naturaleza de la transmisión analógica, lo que significa que las perturbaciones debidas al ruido serán evidentes en la salida final. La transmisión digital supera este problema porque las señales digitales se reducen a valores discretos al ser recibidas y, por lo tanto, las pequeñas perturbaciones no afectan la salida final. En un ejemplo simplificado, si se transmitiera un mensaje binario 1011 con amplitudes de señal [1.0 0.0 1.0 1.0] y se recibiera con amplitudes de señal [0.9 0.2 1.1 0.9], seguiría decodificándose como el mensaje binario 1011, una reproducción perfecta de lo que se envió. De este ejemplo, también se puede observar un problema con las transmisiones digitales: si el ruido es lo suficientemente intenso, puede alterar significativamente el mensaje decodificado. Mediante la corrección de errores hacia adelante, un receptor puede corregir algunos errores de bits en el mensaje resultante, pero un exceso de ruido provocará una salida incomprensible y, por lo tanto, una interrupción de la transmisión. ^{[ 91 ] [ 92 ]}

En la radiodifusión de televisión digital, existen tres estándares en competencia que probablemente se adopten a nivel mundial. Estos son los estándares ATSC , DVB e ISDB ; la adopción de estos estándares hasta el momento se presenta en el mapa con subtítulos. Los tres estándares utilizan MPEG-2 para la compresión de video. ATSC utiliza Dolby Digital AC-3 para la compresión de audio, ISDB utiliza Advanced Audio Coding (MPEG-2 Parte 7) y DVB no tiene un estándar para la compresión de audio, pero generalmente utiliza MPEG-1 Parte 3 Capa 2. ^{[ 93 ] [ 94 ]} La elección de la modulación también varía entre los esquemas. En la radiodifusión de audio digital, los estándares están mucho más unificados, y prácticamente todos los países optan por adoptar el estándar de Radiodifusión de Audio Digital (también conocido como estándar Eureka 147 ). La excepción son los Estados Unidos, que han optado por adoptar HD Radio . HD Radio, a diferencia de Eureka 147, se basa en un método de transmisión conocido como transmisión en banda y en canal que permite que la información digital se combine con las transmisiones analógicas AM o FM normales. ^{[ 95 ]}

Sin embargo, a pesar del inminente cambio a la televisión digital, la televisión analógica se sigue transmitiendo en la mayoría de los países. Una excepción es Estados Unidos, que finalizó la transmisión de televisión analógica (por todas las estaciones de TV excepto las de muy baja potencia) el 12 de junio de 2009 ^{[ 96 ]} después de retrasar dos veces la fecha límite de transición. Kenia también finalizó la transmisión de televisión analógica en diciembre de 2014 después de múltiples retrasos. Para la televisión analógica, había tres estándares en uso para la transmisión de televisión en color (ver un mapa de adopción aquí ). Estos son conocidos como PAL (diseñado en Alemania), NTSC (diseñado en Estados Unidos) y SECAM (diseñado en Francia). Para la radio analógica, el cambio a la radio digital se ve dificultado por el mayor costo de los receptores digitales. ^{[ 97 ]} La elección de la modulación para la radio analógica es típicamente entre modulación de amplitud ( AM ) o modulación de frecuencia ( FM ). Para lograr la reproducción estéreo , se utiliza una subportadora modulada en amplitud para FM estéreo , y se utiliza modulación de amplitud en cuadratura para AM estéreo o C-QUAM .

Internet es una red mundial de ordenadores y redes informáticas que se comunican entre sí mediante el Protocolo de Internet (IP). ^{[ 98 ]} Cualquier ordenador en Internet tiene una dirección IP única que otros ordenadores pueden usar para enrutarle información. Por lo tanto, cualquier ordenador en Internet puede enviar un mensaje a cualquier otro ordenador usando su dirección IP. Estos mensajes llevan consigo la dirección IP del ordenador de origen, lo que permite la comunicación bidireccional. Internet es, por lo tanto, un intercambio de mensajes entre ordenadores. ^{[ 99 ]}

Se estima que el 51% de la información que circulaba por las redes de telecomunicaciones bidireccionales en el año 2000 fluía a través de Internet (la mayor parte del resto (42%) a través de la línea telefónica fija ). Para 2007, Internet dominaba claramente y captaba el 97% de toda la información en las redes de telecomunicaciones (la mayor parte del resto (2%) a través de teléfonos móviles ). ^{[ 41 ]} A partir de 2008Se estima que el 21,9% de la población mundial tiene acceso a Internet, con las tasas de acceso más altas (medidas como porcentaje de la población) en Norteamérica (73,6%), Oceanía/Australia (59,5%) y Europa (48,1%). ^{[ 100 ]} En términos de acceso a banda ancha , Islandia (26,7%), Corea del Sur (25,4%) y los Países Bajos (25,3%) lideraron el mundo. ^{[ 101 ]}

Internet funciona en parte gracias a los protocolos que rigen la comunicación entre ordenadores y enrutadores. La naturaleza de la comunicación en redes informáticas se presta a un enfoque por capas, donde los protocolos individuales de la pila de protocolos se ejecutan de forma más o menos independiente de otros protocolos. Esto permite personalizar los protocolos de nivel inferior para la situación de la red sin alterar el funcionamiento de los protocolos de nivel superior. Un ejemplo práctico de su importancia es que permite que un navegador web ejecute el mismo código independientemente de si el ordenador en el que se ejecuta está conectado a Internet mediante Ethernet o Wi-Fi . A menudo se habla de los protocolos en función de su posición en el modelo de referencia OSI (que se muestra a la derecha), surgido en 1983 como primer paso en un intento fallido de crear un conjunto de protocolos de red de adopción universal. ^{[ 102 ]}

En Internet, el medio físico y el protocolo de enlace de datos pueden variar varias veces a medida que los paquetes viajan por el mundo. Esto se debe a que Internet no impone restricciones sobre el medio físico ni el protocolo de enlace de datos que se utilicen. Esto conlleva la adopción de medios y protocolos que mejor se adapten a la situación de la red local. En la práctica, la mayoría de las comunicaciones intercontinentales utilizan el protocolo ATM (Modo de Transferencia Asíncrona) (o un equivalente moderno) sobre fibra óptica. Esto se debe a que, para la mayoría de las comunicaciones intercontinentales, Internet comparte la misma infraestructura que la red telefónica pública conmutada.

En la capa de red, se produce una estandarización con la adopción del Protocolo de Internet (IP) para el direccionamiento lógico . Para la World Wide Web, estas direcciones IP se derivan de la forma legible para humanos mediante el Sistema de Nombres de Dominio (por ejemplo, 72.14.207.99 se deriva de Google ). Actualmente, la versión más utilizada del Protocolo de Internet es la versión cuatro, pero el paso a la versión seis es inminente. ^{[ 103 ]}

En la capa de transporte, la mayoría de las comunicaciones adoptan el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) o el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP). TCP se utiliza cuando es esencial que cada mensaje enviado sea recibido por la otra computadora, mientras que UDP se utiliza cuando es simplemente deseable. Con TCP, los paquetes se retransmiten si se pierden y se ordenan antes de presentarlos a capas superiores . Con UDP, los paquetes no se ordenan ni se retransmiten si se pierden. Tanto los paquetes TCP como los UDP llevan números de puerto para especificar qué aplicación o proceso debe manejar el paquete. ^{[ 104 ]} Debido a que ciertos protocolos de nivel de aplicación utilizan ciertos puertos , los administradores de red pueden manipular el tráfico para adaptarlo a requisitos particulares. Ejemplos de ello son restringir el acceso a Internet bloqueando el tráfico destinado a un puerto en particular o afectar el rendimiento de ciertas aplicaciones asignándoles prioridad .

Por encima de la capa de transporte, existen ciertos protocolos que se utilizan ocasionalmente y que se ubican de forma flexible en las capas de sesión y presentación, principalmente los protocolos Secure Sockets Layer (SSL) y Transport Layer Security (TLS). Estos protocolos garantizan que los datos transferidos entre dos partes permanezcan completamente confidenciales. ^{[ 105 ]} Finalmente, en la capa de aplicación, se encuentran muchos de los protocolos con los que los usuarios de Internet estarían familiarizados, como HTTP (navegación web), POP3 (correo electrónico), FTP (transferencia de archivos), IRC (chat por Internet), BitTorrent (intercambio de archivos) y XMPP (mensajería instantánea).

La Voz sobre Protocolo de Internet (VoIP) permite utilizar paquetes de datos para comunicaciones de voz síncronas . Estos paquetes se marcan como paquetes de voz y los administradores de red pueden priorizarlos para que la conversación síncrona en tiempo real se vea menos afectada por otros tipos de tráfico de datos que pueden retrasarse (por ejemplo, transferencia de archivos o correo electrónico) o almacenarse en búfer con antelación (por ejemplo, audio y vídeo) sin que ello perjudique el rendimiento. Esta priorización es adecuada cuando la red tiene capacidad suficiente para todas las llamadas VoIP simultáneas y está habilitada para ello, como en una red privada corporativa. Sin embargo, Internet no suele gestionarse de esta manera, por lo que puede existir una gran diferencia en la calidad de las llamadas VoIP entre una red privada y la red pública. ^{[ 106 ]}

A pesar del crecimiento de Internet, las características de las redes de área local (LAN), redes informáticas que no se extienden más allá de unos pocos kilómetros, siguen siendo distintas. Esto se debe a que las redes de esta escala no requieren todas las funcionalidades de las redes más grandes y, a menudo, resultan más rentables y eficientes sin ellas. Al no estar conectadas a Internet, también ofrecen las ventajas de la privacidad y la seguridad. Sin embargo, la falta deliberada de una conexión directa a Internet no garantiza la protección frente a hackers, fuerzas militares o potencias económicas. Estas amenazas existen si hay algún método para conectarse remotamente a la LAN.

Las redes de área amplia (WAN) son redes informáticas privadas que pueden extenderse por miles de kilómetros. ^{[ 107 ]} Una vez más, algunas de sus ventajas incluyen la privacidad y la seguridad. ^{[ 108 ]} Los principales usuarios de LAN y WAN privadas incluyen las fuerzas armadas y las agencias de inteligencia que deben mantener su información segura y secreta. ^{[ 109 ]}

A mediados de la década de 1980, surgieron varios conjuntos de protocolos de comunicación para cubrir las brechas entre la capa de enlace de datos y la capa de aplicación del modelo de referencia OSI . Entre ellos se encontraban AppleTalk , IPX y NetBIOS , siendo IPX el conjunto de protocolos dominante a principios de la década de 1990 debido a su popularidad entre los usuarios de MS-DOS . TCP/IP ya existía en ese momento, pero generalmente solo lo utilizaban grandes instituciones gubernamentales y de investigación. ^{[ 110 ]}

A medida que Internet ganaba popularidad y su tráfico debía enrutarse a través de redes privadas, los protocolos TCP/IP reemplazaron las tecnologías de redes de área local existentes. Tecnologías adicionales, como DHCP , permitieron que los ordenadores basados ​​en TCP/IP se autoconfiguraran en la red. Estas funciones también existían en los conjuntos de protocolos AppleTalk/IPX/NetBIOS. ^{[ 111 ]}

Mientras que el Modo de Transferencia Asíncrona (ATM) o la Conmutación de Etiquetas Multiprotocolo (MPLS) son protocolos de enlace de datos típicos para redes más grandes como las WAN, Ethernet y Token Ring son protocolos de enlace de datos típicos para las LAN. Estos protocolos se diferencian de los anteriores en que son más simples; por ejemplo, omiten características como las garantías de calidad de servicio y ofrecen control de acceso al medio . Ambas diferencias permiten sistemas más económicos. ^{[ 112 ]}

A pesar de la modesta popularidad de Token Ring en las décadas de 1980 y 1990, prácticamente todas las LAN ahora utilizan infraestructura Ethernet cableada o inalámbrica. En la capa física, la mayoría de las implementaciones de Ethernet cableada utilizan cables de par trenzado de cobre (incluidas las redes 10BASE-T comunes ). Sin embargo, algunas implementaciones iniciales utilizaban cables coaxiales más gruesos y algunas implementaciones recientes (especialmente las de alta velocidad) utilizan fibra óptica. ^{[ 113 ]} Cuando se utilizan fibras ópticas, es necesario distinguir entre fibras multimodo y fibras monomodo. Las fibras multimodo pueden considerarse fibras ópticas más gruesas, más económicas para la fabricación de dispositivos, pero que presentan un menor ancho de banda útil y una mayor atenuación, lo que implica un rendimiento inferior a larga distancia. ^{[ 114 ]}

• Goggin, Gerard , Medios móviles globales (Nueva York: Routledge, 2011), pág.  176. ISBN 978-0-415-46918-0.
• OCDE , Servicio Universal y Reestructuración Tarifaria en Telecomunicaciones , Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), 1991. ISBN 92-64-13497-2.
• Wheen, Andrew. Del punto raya al punto .com: cómo evolucionaron las telecomunicaciones modernas desde el telégrafo hasta Internet (Springer, 2011).