Telecomunicaciones

Las telecomunicaciones son la transmisión de información mediante diversos tipos de tecnologías a través de sistemas alámbricos, de radio, ópticos u otros sistemas electromagnéticos. Tiene su origen en el deseo de los humanos de comunicarse a una distancia mayor que la factible con la voz humana, pero con una escala de conveniencia similar; por lo tanto, los sistemas lentos (como el correo postal) quedan excluidos del campo.

Los medios de transmisión en telecomunicaciones han evolucionado a través de numerosas etapas de tecnología, desde balizas y otras señales visuales (como señales de humo, telégrafos de semáforos, banderas de señales y heliógrafos ópticos), hasta cables eléctricos y radiación electromagnética, incluida la luz. Dichas rutas de transmisión a menudo se dividen en canales de comunicación, lo que ofrece las ventajas de multiplexar múltiples sesiones de comunicación concurrentes. Telecomunicación se utiliza a menudo en su forma plural.

Otros ejemplos de comunicación de larga distancia premoderna incluyeron mensajes de audio, como golpes de tambor codificados, bocinas tocadas por los pulmones y silbidos fuertes. Las tecnologías de los siglos XX y XXI para la comunicación a larga distancia generalmente involucran tecnologías eléctricas y electromagnéticas, como telégrafo, teléfono, televisión y teleimpresora, redes, radio, transmisión de microondas, fibra óptica y satélites de comunicaciones.

Una revolución en la comunicación inalámbrica comenzó en la primera década del siglo XX con los desarrollos pioneros en comunicaciones por radio de Guglielmo Marconi, quien ganó el Premio Nobel de Física en 1909, y otros notables inventores y desarrolladores pioneros en el campo de las telecomunicaciones eléctricas y electrónicas.. Estos incluyeron a Charles Wheatstone y Samuel Morse (inventores del telégrafo), Antonio Meucci y Alexander Graham Bell (algunos de los inventores y desarrolladores del teléfono, ver Invención del teléfono), Edwin Armstrong y Lee de Forest (inventores de la radio), así como Vladimir K. Zworykin, John Logie Baird y Philo Farnsworth (algunos de los inventores de la televisión).

Según el artículo 1.3 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR), las telecomunicaciones se definen como «Toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes y sonidos o inteligencia de cualquier naturaleza por medios alámbricos, radioeléctricos, ópticos u otros sistemas electromagnéticos». » Esta definición es idéntica a las contenidas en el Anexo a la Constitución y Convenio de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (Ginebra, 1992).

Las primeras redes de telecomunicaciones se crearon con cables de cobre como medio físico para la transmisión de señales. Durante muchos años, estas redes se utilizaron para servicios telefónicos básicos, a saber, voz y telegramas. Desde mediados de la década de 1990, a medida que Internet creció en popularidad, la voz fue reemplazada gradualmente por datos. Esto pronto demostró las limitaciones del cobre en la transmisión de datos, lo que provocó el desarrollo de la óptica.

Etimología

La palabra telecomunicación es un compuesto del prefijo griego tele (τῆλε), que significa distante, lejano o lejos, y el latín communicare, que significa compartir. Su uso moderno está adaptado del francés, porque su uso escrito fue registrado en 1904 por el ingeniero y novelista francés Édouard Estaunié. Comunicación se usó por primera vez como una palabra en inglés a fines del siglo XIV. Proviene del francés antiguo comunicacion (14c., comunicación francesa moderna), del latín communicacionem (nominativo communicatio), sustantivo de acción de la raíz del participio pasado de communicare "compartir, dividir; comunicar, impartir, informar; unir, unir, participar in", literalmente "hacer común", de communis".

Historia

Faros y palomas

Las palomas mensajeras han sido utilizadas ocasionalmente a lo largo de la historia por diferentes culturas. El puesto de palomas tenía raíces persas y más tarde los romanos lo utilizaron para ayudar a sus militares. Frontino dijo que Julio César usó palomas como mensajeros en su conquista de la Galia. Los griegos también transmitieron los nombres de los vencedores de los Juegos Olímpicos a varias ciudades utilizando palomas mensajeras. A principios del siglo XIX, el gobierno holandés utilizó el sistema en Java y Sumatra. Y en 1849, Paul Julius Reuter inició un servicio de palomas para volar los precios de las acciones entre Aquisgrán y Bruselas, un servicio que funcionó durante un año hasta que se cerró la brecha en el enlace telegráfico.

En la Edad Media, las cadenas de balizas se usaban comúnmente en las cimas de las colinas como un medio para transmitir una señal. Las cadenas de balizas tenían el inconveniente de que solo podían pasar un bit de información, por lo que el significado del mensaje como "el enemigo ha sido avistado" tenía que acordarse de antemano. Un ejemplo notable de su uso fue durante la Armada Invencible, cuando una cadena de balizas transmitía una señal de Plymouth a Londres.

En 1792, Claude Chappe, un ingeniero francés, construyó el primer sistema fijo de telegrafía visual (o línea de semáforos) entre Lille y París. Sin embargo, el semáforo sufría la necesidad de operadores calificados y torres costosas a intervalos de diez a treinta kilómetros (seis a diecinueve millas). Como resultado de la competencia del telégrafo eléctrico, la última línea comercial fue abandonada en 1880.

Telégrafo y teléfono

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. Ambos inventores vieron su dispositivo como "una mejora del telégrafo electromagnético [existente]", no como un dispositivo nuevo.

Samuel Morse desarrolló de forma independiente una versión del telégrafo eléctrico que demostró sin éxito el 2 de septiembre de 1837. Su código fue un avance importante sobre el método de señalización de Wheatstone. El primer cable telegráfico transatlántico se completó con éxito el 27 de julio de 1866, lo que permitió las telecomunicaciones transatlánticas por primera vez.

El teléfono convencional fue patentado por Alexander Bell en 1876. Elisha Gray también presentó una advertencia en 1876. Gray abandonó su advertencia y debido a que no cuestionó la prioridad de Bell, el examinador aprobó la patente de Bell el 3 de marzo de 1876. Gray había presentado su advertencia. para el teléfono de resistencia variable, pero Bell fue el primero en escribir la idea y el primero en probarlo en un teléfono.[88] Antonio Meucci inventó un dispositivo que permitía la transmisión eléctrica de voz a través de una línea casi treinta años antes, en 1849, pero su dispositivo tenía poco valor práctico porque se basaba en el efecto electrofónico que requería que los usuarios se colocaran el receptor en la boca para "escuchar"..Los primeros servicios telefónicos comerciales fueron establecidos por Bell Telephone Company en 1878 y 1879 a ambos lados del Atlántico en las ciudades de New Haven y Londres.

Radio y televisión

A partir de 1894, el inventor italiano Guglielmo Marconi comenzó a desarrollar una comunicación inalámbrica utilizando el recién descubierto fenómeno de las ondas de radio, demostrando en 1901 que podían transmitirse a través del Océano Atlántico. Este fue el comienzo de la telegrafía inalámbrica por radio. El 17 de diciembre de 1902, una transmisión de la estación Marconi en Glace Bay, Nueva Escocia, Canadá, se convirtió en el primer mensaje de radio del mundo en cruzar el Atlántico desde América del Norte y en 1904 se estableció un servicio comercial para transmitir resúmenes de noticias nocturnas a los barcos suscriptores. que podrían incorporarlos en sus periódicos de a bordo.

La comunicación por ondas milimétricas fue investigada por primera vez por el físico bengalí Jagadish Chandra Bose durante 1894-1896, cuando alcanzó una frecuencia extremadamente alta de hasta 60 GHz en sus experimentos. También introdujo el uso de uniones de semiconductores para detectar ondas de radio, cuando patentó el detector de cristal de radio en 1901.

La Primera Guerra Mundial aceleró el desarrollo de la radio para comunicaciones militares. Después de la guerra, la transmisión de radio comercial AM comenzó en la década de 1920 y se convirtió en un importante medio masivo de entretenimiento y noticias. La Segunda Guerra Mundial aceleró nuevamente el desarrollo de la radio para los fines de guerra de las comunicaciones aéreas y terrestres, la radionavegación y el radar. El desarrollo de la transmisión de radio FM estéreo tuvo lugar a partir de la década de 1930 en los Estados Unidos y desplazó a la AM como el estándar comercial dominante en la década de 1960 y en la década de 1970 en el Reino Unido.

El 25 de marzo de 1925, John Logie Baird pudo demostrar la transmisión de imágenes en movimiento en los grandes almacenes Selfridges de Londres. El dispositivo de Baird se basó en el disco de Nipkow y, por lo tanto, se conoció como la televisión mecánica. Formó la base de las transmisiones experimentales realizadas por la British Broadcasting Corporation a partir del 30 de septiembre de 1929. Sin embargo, durante la mayor parte del siglo XX, los televisores dependían del tubo de rayos catódicos inventado por Karl Braun. Philo Farnsworth produjo la primera versión de una televisión de este tipo que se mostró prometedora y se la mostró a su familia el 7 de septiembre de 1927. Después de la Segunda Guerra Mundial, se reanudaron los experimentos en televisión que se habían interrumpido y también se convirtió en una importante transmisión de entretenimiento en el hogar. medio.

Válvulas termoiónicas

El tipo de dispositivo conocido como tubo termoiónico o válvula termoiónica utiliza el fenómeno de la emisión termoiónica de electrones desde un cátodo calentado y se utiliza para una serie de funciones electrónicas fundamentales, como la amplificación de señales y la rectificación de corriente.

Sin embargo, los tipos no termoiónicos, como un fototubo de vacío, logran la emisión de electrones a través del efecto fotoeléctrico y se utilizan para la detección de niveles de luz. En ambos tipos, los electrones son acelerados desde el cátodo al ánodo por el campo eléctrico en el tubo.

El tubo de vacío más simple, el diodo inventado en 1904 por John Ambrose Fleming, contiene solo 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. Agregar una o más rejillas de control dentro del tubo permite que la corriente entre el cátodo y el ánodo sea controlada por el voltaje en la rejilla o rejillas.Estos dispositivos se convirtieron en un componente clave de los circuitos electrónicos durante la primera mitad del siglo XX. 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. Aunque algunas aplicaciones habían utilizado tecnologías anteriores, como el transmisor de chispa para radio o las computadoras mecánicas para computación, fue la invención del tubo de vacío termoiónico lo que hizo que estas tecnologías se generalizaran y fueran prácticas, y creó la disciplina de la electrónica.

En la década de 1940, la invención de los dispositivos semiconductores hizo posible producir dispositivos de estado sólido, que son más pequeños, más eficientes, fiables y duraderos, y más baratos que los tubos termoiónicos. Desde mediados de la década de 1960, los tubos termoiónicos fueron reemplazados por el transistor. Los tubos termoiónicos todavía tienen algunas aplicaciones para ciertos amplificadores de alta frecuencia.

Era de los semiconductores

El período moderno de la historia de las telecomunicaciones desde 1950 en adelante se conoce como la era de los semiconductores, debido a la amplia adopción de dispositivos semiconductores en la tecnología de las telecomunicaciones. El desarrollo de la tecnología de transistores y la industria de los semiconductores permitió avances significativos en la tecnología de las telecomunicaciones y condujo a una transición desde las redes estatales de conmutación de circuitos de banda estrecha a las redes privadas de conmutación de paquetes de banda ancha.Las tecnologías de metal-óxido-semiconductor (MOS), como la integración a gran escala (LSI) y RF CMOS (MOS complementario de radiofrecuencia), junto con la teoría de la información (como la compresión de datos), condujeron a una transición del procesamiento de señales analógicas a digitales., con la introducción de las telecomunicaciones digitales (como la telefonía digital y los medios digitales) y las comunicaciones inalámbricas (como las redes celulares y la telefonía móvil), lo que provocó un rápido crecimiento de la industria de las telecomunicaciones hacia fines del siglo XX.

Transistores

El desarrollo de la tecnología de transistores ha sido fundamental para las telecomunicaciones electrónicas modernas. El primer transistor, un transistor de contacto puntual, fue inventado por John Bardeen y Walter Houser Brattain en Bell Labs en 1947. El MOSFET (transistor de efecto de campo de óxido de metal-silicio), también conocido como transistor MOS, fue inventado más tarde por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959. El MOSFET es el bloque de construcción o "caballo de batalla" de la revolución de la información y la era de la información, y el dispositivo más fabricado en la historia. La tecnología MOS, incluidos los circuitos integrados MOS y los MOSFET de potencia, impulsa la infraestructura de comunicaciones de las telecomunicaciones modernas.Junto con las computadoras, otros elementos esenciales de las telecomunicaciones modernas que se construyen a partir de MOSFET incluyen dispositivos móviles, transceptores, módulos de estaciones base, enrutadores, amplificadores de potencia de RF, microprocesadores, chips de memoria y circuitos de telecomunicaciones.

Según la ley de Edholm, el ancho de banda de las redes de telecomunicaciones se ha estado duplicando cada 18 meses. Los avances en la tecnología MOS, incluido el escalado MOSFET (aumento del número de transistores a un ritmo exponencial, como predice la ley de Moore), ha sido el factor contribuyente más importante en el rápido aumento del ancho de banda en las redes de telecomunicaciones.

Redes informáticas e Internet

El 11 de septiembre de 1940, George Stibitz transmitió problemas para su calculadora de números complejos en Nueva York utilizando un teletipo y recibió los resultados calculados en Dartmouth College en New Hampshire. Esta configuración de una computadora centralizada (mainframe) con terminales tontas remotas siguió siendo popular hasta bien entrada la década de 1970. Sin embargo, ya en la década de 1960, los investigadores comenzaron a investigar la conmutación de paquetes, una tecnología que envía un mensaje en porciones a su destino de forma asíncrona sin pasar por un mainframe centralizado. Una red de cuatro nodos surgió el 5 de diciembre de 1969, constituyendo los inicios de ARPANET, que en 1981 había crecido a 213 nodos.ARPANET finalmente se fusionó con otras redes para formar Internet. Si bien el desarrollo de Internet fue un foco del Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF), que publicó una serie de documentos de solicitud de comentarios, otros avances de redes ocurrieron en laboratorios industriales, como los desarrollos de redes de área local (LAN) de Ethernet (1983) y Token. Anillo (1984).

Telecomunicaciones inalámbricas

La revolución inalámbrica comenzó en la década de 1990, con el advenimiento de las redes inalámbricas digitales que condujo a una revolución social y un cambio de paradigma de la tecnología alámbrica a la inalámbrica, incluida la proliferación de tecnologías inalámbricas comerciales como teléfonos celulares, telefonía móvil, buscapersonas, computadoras inalámbricas. redes, redes celulares, Internet inalámbrico y computadoras portátiles y de mano con conexiones inalámbricas. La revolución inalámbrica ha sido impulsada por los avances en la ingeniería de radiofrecuencia (RF) y microondas, y la transición de la tecnología RF analógica a la digital.Los avances en la tecnología de transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal (MOSFET o transistor MOS), el componente clave de la tecnología de RF que permite las redes inalámbricas digitales, han sido fundamentales para esta revolución, incluidos los dispositivos MOS como el MOSFET de potencia, LDMOS y RF CMOS.

Medios digitales

La distribución y transmisión de medios digitales prácticos fueron posibles gracias a los avances en la compresión de datos, debido a los requisitos poco prácticos de memoria, almacenamiento y ancho de banda de los medios sin comprimir. La técnica de compresión más importante es la transformada de coseno discreta (DCT), un algoritmo de compresión con pérdidas que se propuso por primera vez como técnica de compresión de imágenes en 1972. Realización y demostración, el 29 de octubre de 2001, de la primera transmisión de cine digital por satélite en Europa de un largometraje de Bernard Pauchon, Alain Lorentz, Raymond Melwig y Philippe Binant.

Crecimiento de la capacidad de transmisión

La capacidad efectiva para intercambiar información en todo el mundo a través de redes de telecomunicaciones bidireccionales creció de 281 petabytes (pB) de información comprimida de manera óptima en 1986, a 471 pB en 1993, a 2,2 exabytes (eB) en 2000 y a 65 eB en 2007. es el equivalente informativo de dos páginas de periódico por persona por día en 1986, y seis periódicos completos por persona por día en 2007. Dado este crecimiento, las telecomunicaciones juegan un papel cada vez más importante en la economía mundial y la industria global de telecomunicaciones costaba alrededor de US$4,7 billones en el sector en 2012. Los ingresos por servicios de la industria mundial de las telecomunicaciones se estimaron en 1,5 billones de dólares en 2010, lo que corresponde al 2,4 % del producto interior bruto (PIB) mundial.

Conceptos técnicos

Las telecomunicaciones modernas se basan en una serie de conceptos clave que experimentaron un desarrollo y perfeccionamiento progresivos en un período de más de un siglo.

Elementos basicos

Las tecnologías de telecomunicaciones se pueden dividir principalmente en métodos alámbricos e inalámbricos. Sin embargo, 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 el canal físico que transporta la señal. Un ejemplo de esto es el "canal de espacio libre".
• Un receptor que toma la señal del canal y la vuelve a convertir en información útil para el destinatario.

Por ejemplo, en una estación de transmisión de radio, el gran amplificador de potencia de la estación es el transmisor; y la antena de transmisión es la interfaz entre el amplificador de potencia 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. Luego, el receptor de radio es el destino de la señal de radio, y aquí es donde se convierte de electricidad a sonido para que la gente la escuche.

A veces, los sistemas de telecomunicaciones son "dúplex" (sistemas de dos vías) con una sola caja de electrónica que funciona como transmisor y receptor, o como transceptor. Por ejemplo, un teléfono celular es un transceptor. La electrónica de transmisión y la electrónica del receptor dentro de un transceptor son bastante independientes entre sí. Esto puede explicarse fácilmente por el hecho de que los transmisores de radio contienen amplificadores de potencia que funcionan con potencias eléctricas medidas en vatios o kilovatios, pero los receptores de radio manejan potencias de radio que se miden 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 no causar interferencias.

La telecomunicaciones sobre líneas fijas se denomina comunicación punto a punto porque se da entre un transmisor y un receptor. Las telecomunicaciones a través de transmisiones de radio se denominan comunicaciones de transmisión porque se dan entre un transmisor potente y numerosos receptores de radio sensibles pero de baja potencia.

Las telecomunicaciones en las que múltiples transmisores y múltiples receptores han sido diseñados para cooperar y compartir el mismo canal físico se denominan sistemas multiplex. La compartición de canales físicos mediante multiplexación a menudo proporciona reducciones de costes muy importantes. Los sistemas multiplexados se disponen en redes de telecomunicaciones, y las señales multiplexadas se conmutan en los nodos hasta el receptor terminal de destino correcto.

Comunicaciones analógicas versus digitales

Las señales de comunicación pueden enviarse mediante señales analógicas o señales digitales. Hay sistemas de comunicación analógicos y sistemas de comunicación digital. Para una señal analógica, la señal varía continuamente con respecto a la información. En una señal digital, la información se codifica como un conjunto de valores discretos (por ejemplo, un conjunto de unos y ceros). Durante la propagación y la recepción, la información contenida en las señales analógicas inevitablemente se verá degradada por ruidos físicos no deseados. Comúnmente, el ruido en un sistema de comunicación puede expresarse como suma o sustracción de la señal deseable de forma completamente aleatoria. Esta forma de ruido se denomina ruido aditivo, en el entendido de que el ruido puede ser negativo o positivo en diferentes instantes de tiempo.

A menos que la perturbación del ruido aditivo exceda 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 señales analógicas. Sin embargo, los sistemas digitales fallan catastróficamente cuando el ruido excede la capacidad de autocorrección del sistema. Por otro lado, los sistemas analógicos fallan con gracia. Es decir, a medida que aumenta el ruido, la señal se degrada progresivamente, pero sigue siendo utilizable. Además, la transmisión digital de datos continuos inevitablemente agrega ruido de cuantificación a la salida. Esto puede reducirse, pero no eliminarse por completo, solo a expensas de aumentar el requisito de ancho de banda del canal.

Canales de comunicación

El término "canal" tiene dos significados diferentes. En un significado, un canal es el medio físico que transporta una señal entre el transmisor y el receptor. Ejemplos de esto incluyen la atmósfera para comunicaciones de sonido, fibras ópticas de vidrio para algunos tipos de comunicaciones ópticas, cables coaxiales para comunicaciones a través de los voltajes y corrientes eléctricas en ellos, y espacio libre para comunicaciones usando luz visible, ondas infrarrojas, luz ultravioleta, y ondas de radio. Los tipos de cables coaxiales 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.Este último canal se denomina "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 de un vacío perfecto con la misma facilidad con 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 ve en la frase canal de comunicaciones, que es una subdivisión de un medio de transmisión para que pueda usarse para enviar múltiples flujos de información simultáneamente. Por ejemplo, una estación de radio puede transmitir ondas de radio al espacio libre en frecuencias cercanas a los 94,5 MHz (megahercios), mientras que otra estación de radio puede transmitir simultáneamente ondas de radio en frecuencias cercanas a los 96,1 MHz. Cada estación de radio transmitiría ondas de radio en un ancho de banda de frecuencia de aproximadamente 180 kHz (kilohercios), centradas en frecuencias como las anteriores, que se denominan "frecuencias portadoras". Cada estación en este ejemplo está separada de sus estaciones adyacentes por 200 kHz,

En el ejemplo anterior, el "canal de espacio libre" se ha dividido en canales de comunicación de acuerdo con las frecuencias, y a cada canal se le asigna un ancho de banda de frecuencia separado para transmitir ondas de radio. Este sistema de dividir el medio en canales según la frecuencia se denomina "multiplexación por división de frecuencia". Otro término para el mismo concepto es "multiplexación por división de longitud de onda", que se usa más comúnmente en comunicaciones ópticas cuando varios transmisores comparten el mismo medio físico.

Otra forma de dividir un medio de comunicación en canales es asignar a cada remitente un segmento de tiempo recurrente (un "intervalo de tiempo", por ejemplo, 20 milisegundos de cada segundo), y permitir que cada remitente envíe mensajes solo dentro de su propio tiempo. ranura. Este método de dividir el 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 comunicación por radio utilizan TDM dentro de un canal FDM asignado. Por lo tanto, estos sistemas utilizan un híbrido de TDM y FDM.

Modulación

La forma 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 "incrustación", un término derivado del uso anterior del código Morse en las telecomunicaciones, y existen varias técnicas de incrustación (entre ellas, la incrustación por desplazamiento de fase, la modulación por desplazamiento de frecuencia y la modulación por desplazamiento de amplitud). El sistema "Bluetooth", por ejemplo, utiliza la codificación por cambio de fase para intercambiar información entre varios dispositivos. Además, hay combinaciones de modulación por desplazamiento de fase y modulación por desplazamiento de amplitud que se denominan (en la jerga del campo) "modulación de amplitud en cuadratura" (QAM) que se utilizan en sistemas de comunicación por radio digital de alta capacidad.

La modulación también se puede utilizar para transmitir la información de señales analógicas de baja frecuencia a frecuencias más altas. Esto es útil porque las señales analógicas de baja frecuencia no se pueden transmitir de manera efectiva en el espacio libre. Por lo tanto, la información de una señal analógica de baja frecuencia debe imprimirse en una señal de mayor frecuencia (conocida como "onda portadora") antes de la transmisión. Hay varios esquemas de modulación diferentes disponibles 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 que se imprime en una onda portadora de 96 MHz usando modulación de frecuencia (la voz luego se recibiría en una radio como el canal "96 FM"). Además,

Redes de telecomunicaciones

Una red de telecomunicaciones es una colección de transmisores, receptores y canales de comunicación que se 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, los repetidores pueden ser necesarios para amplificar o recrear la señal cuando se transmite a largas distancias. Esto es para combatir la atenuación que puede hacer que la señal no se distinga del ruido. 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.

Impacto social

Las telecomunicaciones tienen un impacto social, cultural y económico significativo en la sociedad moderna. En 2008, las estimaciones situaron los ingresos de la industria de las telecomunicaciones en 4,7 billones de dólares estadounidenses o poco menos del tres por ciento del producto bruto mundial (tipo de cambio oficial). Varias secciones siguientes tratan el impacto de las telecomunicaciones en la sociedad.

Microeconomía

En la 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 convencional Walmart se ha beneficiado de una mejor infraestructura de telecomunicaciones en comparación con sus competidores.En ciudades de todo el mundo, los propietarios de viviendas utilizan sus teléfonos para pedir y organizar una variedad de servicios para el hogar que van desde entregas de pizza hasta electricistas. Se ha observado que incluso las comunidades relativamente pobres utilizan las telecomunicaciones en su beneficio. En el distrito Narsingdi de Bangladesh, los aldeanos aislados usan teléfonos celulares para hablar directamente con los mayoristas y arreglar un mejor precio para sus productos. En Côte d'Ivoire, los cafetaleros comparten teléfonos móviles para seguir las variaciones horarias de los precios del café y vender al mejor precio.

Macroeconómica

En la escala macroeconómica, Lars-Hendrik Röller y Leonard Waverman sugirieron un vínculo causal entre una buena infraestructura de telecomunicaciones y el crecimiento económico. Pocos cuestionan la existencia de una correlación, aunque algunos argumentan que es incorrecto ver la relación como causal.

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 varios países del mundo, lo que se conoce como brecha digital. Una encuesta de 2003 realizada 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 un tercio de los países tienen menos de una suscripción de telefonía fija por cada 20 personas. En términos de acceso a Internet, aproximadamente la mitad de todos los países tienen menos de una de cada 20 personas con acceso a Internet. A partir de esta información, además de los datos educativos, la UIT pudo compilar un índice que mide la capacidad general de los ciudadanos para acceder y utilizar las tecnologías de la información y la comunicación.Usando esta medida, Suecia, Dinamarca e Islandia recibieron la clasificación más alta, mientras que los países africanos Nigeria, Burkina Faso y Malí recibieron la más baja.

Impacto social

Las telecomunicaciones han jugado un papel importante en las relaciones sociales. Sin embargo, los dispositivos como el sistema telefónico se anunciaron originalmente con énfasis en las dimensiones prácticas del dispositivo (como la capacidad de realizar negocios o solicitar servicios domésticos) en oposición a las dimensiones sociales. No fue hasta finales de la década de 1920 y 1930 que las dimensiones sociales del dispositivo se convirtieron en un tema destacado en los anuncios telefónicos. Las nuevas promociones comenzaron a apelar a las emociones de los consumidores, enfatizando la importancia de las conversaciones sociales y de mantenerse conectado con familiares y amigos.

Desde entonces, el papel que han jugado las telecomunicaciones en las relaciones sociales se ha vuelto cada vez más importante. En los últimos años, la popularidad de los sitios de redes sociales ha aumentado de forma espectacular. Estos sitios permiten a los usuarios comunicarse entre sí, así como publicar fotografías, eventos y perfiles para que otros los vean. Los perfiles pueden enumerar la edad, los intereses, la preferencia sexual y el estado civil de una persona. De esta manera, estos sitios pueden desempeñar un papel importante en todo, desde la organización de compromisos sociales hasta el cortejo.

Antes de los sitios de redes sociales, tecnologías como el servicio de mensajes cortos (SMS) y el teléfono también tenían 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 15 a 24 años en el Reino Unido habían usado el servicio para coordinar arreglos sociales y el 42% para coquetear.

Entretenimiento, noticias y publicidad

televisión local	59%
televisión nacional	47%
Radio	44%
Periodico local	38%
Internet	23%
papel nacional	12%
Encuesta admitida múltiples respuestas

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 han visto antes en su propia casa sin tener que viajar a la tienda de videos o al cine. Con la radio e Internet, las personas pueden escuchar música que no han escuchado antes sin tener que viajar a la tienda de música.

Las telecomunicaciones también han transformado la forma en que las personas reciben sus noticias. Una encuesta de 2006 (tabla derecha) de poco más de 3.000 estadounidenses realizada por la organización sin fines de lucro Pew Internet y American Life Project en los Estados Unidos, la mayoría especificó la televisión o la radio sobre 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 los Estados Unidos se gastó en medios que dependen de las telecomunicaciones.

Medio		Gasto
Internet	7,6%	$ 11.31 mil millones
Radio	7,2%	$ 10.69 mil millones
Televisión por cable	12,1%	$ 18.02 mil millones
Televisión sindicada	2,8%	$ 4.17 mil millones
punto de televisión	11,3%	$ 16.82 mil millones
televisión en red	17,1%	$ 25.42 mil millones
Periódico	18,9%	$ 28,22 mil millones
Revista	20,4%	$ 30.33 mil millones
Exterior	2,7%	$ 4.02 mil millones
Total	100%	$ 149 mil millones

Regulación

Muchos países han promulgado leyes que se ajustan a los Reglamentos de Telecomunicaciones Internacionales establecidos por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), que es la "agencia líder de las Naciones Unidas en cuestiones de tecnología de la información y la comunicación". En 1947, en la Conferencia de Atlantic City, la UIT decidió "conceder protección internacional a todas las frecuencias registradas en una nueva lista internacional de frecuencias y utilizadas de conformidad con el Reglamento de Radiocomunicaciones". De acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT adoptado en Atlantic City, todas las frecuencias a las que se hace referencia en la Junta Internacional de Registro de Frecuencias, examinadas por la junta y registradas en la Lista Internacional de Frecuencias"tendrá derecho a la protección internacional contra injerencias perjudiciales".

Desde una perspectiva global, ha habido debates políticos y legislación sobre la gestión de las telecomunicaciones y la radiodifusión. La historia de la radiodifusión analiza algunos debates en relación con el equilibrio entre la comunicación convencional, como la impresión, y las telecomunicaciones, como la radiodifusión. El inicio de la Segunda Guerra Mundial provocó la primera explosión de propaganda de radiodifusión internacional. Los países, sus gobiernos, los insurgentes, los terroristas y los milicianos han utilizado técnicas de telecomunicaciones y de radiodifusión para promover la propaganda. La propaganda patriótica para los movimientos políticos y la colonización comenzó a mediados de la década de 1930. En 1936, la BBC transmitió propaganda al mundo árabe para contrarrestar en parte transmisiones similares de Italia, que también tenía intereses coloniales en el norte de África.

Los insurgentes modernos, como los de la última guerra de Irak, a menudo usan llamadas telefónicas intimidatorias, mensajes de texto y la distribución de videos sofisticados de un ataque a las tropas de la coalición pocas horas después de la operación. "Los insurgentes sunníes incluso tienen su propia estación de televisión, Al-Zawraa, que aunque está prohibida por el gobierno iraquí, todavía transmite desde Erbil, Kurdistán iraquí, incluso cuando la presión de la coalición la ha obligado a cambiar de host satelital varias veces".

El 10 de noviembre de 2014, el presidente Obama recomendó a la Comisión Federal de Comunicaciones reclasificar el servicio de Internet de banda ancha como un servicio de telecomunicaciones para preservar la neutralidad de la red.

Medios modernos

Ventas de equipos a nivel mundial

Según los datos recopilados por Gartner y Ars Technica, las ventas de los principales equipos de telecomunicaciones de los consumidores en todo el mundo en millones de unidades fueron:

Equipo / año	1975	1980	1985	1990	1994	1996	1998	2000	2002	2004	2006	2008
Ordenadores	0	1	8	20	40	75	100	135	130	175	230	280
Celulares	N / A	N / A	N / A	N / A	N / A	N / A	180	400	420	660	830	1000

Teléfono

En una red telefónica, la persona que llama está conectada con la persona con la que desea hablar mediante conmutadores en varias centrales telefónicas. Los interruptores forman una conexión eléctrica entre los dos usuarios y la configuración de estos interruptores se determina electrónicamente cuando la persona que llama marca el número. Una vez que se establece la conexión, la voz de la persona que llama se transforma en una señal eléctrica utilizando un pequeño micrófono en el teléfono de la persona que llama. Luego, esta señal eléctrica se envía a través de la red al usuario en el otro extremo, donde se transforma nuevamente en sonido mediante un pequeño altavoz en el teléfono de esa persona.

A partir de 2015, los teléfonos fijos en la mayoría de los hogares residenciales son analógicos, es decir, la voz del hablante determina directamente el voltaje de la señal. Aunque las llamadas de corta distancia pueden manejarse de extremo a extremo como señales analógicas, cada vez más proveedores de servicios telefónicos están convirtiendo las señales en 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 pueden reproducirse perfectamente en la comunicación a 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 ahora superan en número a las suscripciones de línea fija en muchos mercados. Las ventas de teléfonos móviles en 2005 ascendieron a 816,6 millones, cifra que se reparte casi por igual entre los mercados de Asia/Pacífico (204 m), Europa Occidental (164 m), CEMEA (Europa Central, Oriente Medio y África) (153,5 m), América del Norte (148 m) y América Latina (102 m). En términos de nuevas suscripciones durante los cinco años desde 1999, África ha superado a otros mercados con un crecimiento del 58,2%. Cada vez más, estos teléfonos están siendo atendidos por sistemas en los que el contenido de voz se transmite digitalmente, como GSM o W-CDMA, y muchos mercados optan por desaprobar los sistemas analógicos, como AMPS.

También ha habido cambios dramáticos en la comunicación telefónica entre bastidores. Comenzando con la operación de TAT-8 en 1988, la década de 1990 vio la adopción generalizada de sistemas basados ​​en fibras ópticas. El beneficio de comunicarse con fibras ópticas es que ofrecen un aumento drástico en la capacidad de datos. El propio TAT-8 pudo transportar 10 veces más llamadas telefónicas que el último cable de cobre tendido en ese momento y los cables de fibra óptica actuales pueden transportar 25 veces más llamadas telefónicas que el TAT-8. 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. En segundo lugar, no sufren diafonía, lo que significa que varios cientos de ellos pueden agruparse fácilmente en un solo cable.Por último, las mejoras en la multiplexación han llevado a un crecimiento exponencial de la capacidad de datos de una sola fibra.

La comunicación asistida a través de muchas redes modernas de fibra óptica es un protocolo conocido como modo de transferencia asíncrono (ATM). El protocolo ATM permite la transmisión de datos lado a lado mencionada en el segundo párrafo. Es adecuado para redes telefónicas públicas porque establece un camino para los datos a través de la red y asocia un contrato de tráfico con ese camino. El contrato de tráfico es esencialmente un acuerdo entre el cliente y la red sobre cómo la red manejará los datos; si la red no puede cumplir las condiciones del contrato de tráfico no acepta la conexión. Esto es importante porque las llamadas telefónicas pueden negociar un contrato para garantizarse una tasa de bits constante, algo que garantizará que la voz de la persona que llama no se retrase en partes o se corte por completo.Hay 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.

Radio y televisión

En un sistema de transmisión, la torre central de transmisión de alta potencia transmite una onda electromagnética de alta frecuencia a numerosos receptores de baja potencia. La onda de alta frecuencia que envía la torre se modula con una señal que contiene información visual o de audio. Luego, el receptor se sintoniza para captar la onda de alta frecuencia y se usa un demodulador para recuperar la señal que contiene la información visual o de audio. 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).

La industria de los medios de difusión se encuentra en un punto de inflexión crítico en su desarrollo, con muchos países que pasan de las transmisiones analógicas a las digitales. Este movimiento es posible gracias a la producción de circuitos integrados más baratos, más rápidos y más capaces. La principal ventaja de las transmisiones digitales es que evitan una serie de quejas comunes a las transmisiones analógicas tradicionales. Para la televisión, esto incluye la eliminación de problemas como imágenes borrosas, fantasmas y otras distorsiones. Estos ocurren 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 recibirlas y, por lo tanto, las pequeñas perturbaciones no afectan la salida final. En un ejemplo simplificado, si un mensaje binario 1011 se transmitiera 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], aún se decodificaría en el mensaje binario 1011, una reproducción perfecta de lo que se envió. A partir de este ejemplo, también se puede ver un problema con las transmisiones digitales, ya que si el ruido es lo suficientemente grande, puede alterar significativamente el mensaje decodificado. Usando la corrección de errores de reenvío, un receptor puede corregir un puñado de errores de bits en el mensaje resultante, pero demasiado ruido conducirá a una salida incomprensible y, por lo tanto, a una interrupción de la transmisión. También se puede ver un problema con las transmisiones digitales en el sentido de que si el ruido es lo suficientemente grande, puede alterar significativamente el mensaje decodificado. Usando la corrección de errores de reenvío, un receptor puede corregir un puñado de errores de bits en el mensaje resultante, pero demasiado ruido conducirá a una salida incomprensible y, por lo tanto, a una interrupción de la transmisión. También se puede ver un problema con las transmisiones digitales en el sentido de que si el ruido es lo suficientemente grande, puede alterar significativamente el mensaje decodificado. Usando la corrección de errores de reenvío, un receptor puede corregir un puñado de errores de bits en el mensaje resultante, pero demasiado ruido conducirá a una salida incomprensible y, por lo tanto, a una interrupción de la transmisión.

En la radiodifusión de televisión digital, existen tres normas en competencia que es probable que se adopten en todo el mundo. Estos son los estándares ATSC, DVB e ISDB; la adopción de estos estándares hasta el momento se presenta en el mapa subtitulado. Los tres estándares usan MPEG-2 para la compresión de video. ATSC usa Dolby Digital AC-3 para la compresión de audio, ISDB usa codificación de audio avanzada (MPEG-2 Parte 7) y DVB no tiene un estándar para la compresión de audio, pero generalmente usa MPEG-1 Parte 3 Capa 2.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 eligen adoptar el estándar de Radiodifusión de audio digital (también conocido como estándar Eureka 147). La excepción son los Estados Unidos que ha optado por adoptar HD Radio. HD Radio, a diferencia de Eureka 147, se basa en un método de transmisión conocido como transmisión en el canal dentro de la banda que permite que la información digital se "cargue a cuestas" en las transmisiones analógicas AM o FM normales.

Sin embargo, a pesar del cambio pendiente a digital, la televisión analógica sigue transmitiéndose en la mayoría de los países. Una excepción son los Estados Unidos que finalizó la transmisión de televisión analógica (por todas las estaciones de televisión excepto las de muy baja potencia) el 12 de junio de 2009 después de retrasar dos veces la fecha límite de cambio. Kenia también puso fin a 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 se conocen como PAL (diseño alemán), NTSC (diseño estadounidense) y SECAM (diseño francés). Para la radio analógica, el cambio a la radio digital se hace más difícil debido al mayor costo de los receptores digitales. La elección de la modulación para la radio analógica es típicamente entre amplitud (AM) o modulación de frecuencia (FM). Para lograr la reproducción en estéreo, se usa una subportadora modulada en amplitud para FM estéreo, y modulación de amplitud en cuadratura para AM estéreo o C-QUAM.

Internet

Internet es una red mundial de computadoras y redes informáticas que se comunican entre sí mediante el Protocolo de Internet (IP). Cualquier computadora en Internet tiene una dirección IP única que otras computadoras pueden usar para enviarle información. Por lo tanto, cualquier computadora en Internet puede enviar un mensaje a cualquier otra computadora usando su dirección IP. Estos mensajes llevan consigo la dirección IP de la computadora de origen, lo que permite una comunicación bidireccional. Internet es, pues, un intercambio de mensajes entre ordenadores.

Se estima que el 51% de la información que fluía a través de las redes de telecomunicaciones bidireccionales en el año 2000 fluía a través de Internet (la mayor parte del resto (42%) a través del teléfono fijo). 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). A partir de 2008, se 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 América del Norte (73,6 %), Oceanía/Australia (59,5 %) y Europa (48,1 %). %). En términos de acceso de banda ancha, Islandia (26,7 %), Corea del Sur (25,4 %) y los Países Bajos (25,3 %) lideraron el mundo.

Internet funciona en parte debido a los protocolos que rigen la forma en que las computadoras y los enrutadores se comunican entre sí. La naturaleza de la comunicación de la red informática se presta a un enfoque en capas donde los protocolos individuales en la pila de protocolos se ejecutan más o menos independientemente de otros protocolos. Esto permite que los protocolos de nivel inferior se personalicen para la situación de la red sin cambiar la forma en que funcionan los protocolos de nivel superior. Un ejemplo práctico de por qué esto es importante es porque permite que un navegador de Internet ejecute el mismo código independientemente de si la computadora en la que se ejecuta está conectada a Internet a través de una conexión Ethernet o Wi-Fi. A menudo se habla de los protocolos en términos de su lugar en el modelo de referencia OSI (en la imagen de la derecha),

Para Internet, el medio físico y el protocolo de enlace de datos pueden variar varias veces a medida que los paquetes atraviesan el mundo. Esto se debe a que Internet no impone restricciones sobre qué medio físico o protocolo de enlace de datos se utiliza. Esto conduce a 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 utilizarán el protocolo Modo de transferencia asíncrono (ATM) (o un equivalente moderno) además de la 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, las cosas se estandarizan 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 por humanos utilizando el Sistema de Nombres de Dominio (por ejemplo, 72.14.207.99 se deriva de www.google.com). Por el momento, la versión más utilizada del Protocolo de Internet es la versión cuatro, pero el paso a la versión seis es inminente.

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 usa cuando es esencial que cada mensaje enviado sea recibido por la otra computadora, mientras que UDP se usa cuando es meramente deseable. Con TCP, los paquetes se retransmiten si se pierden y se colocan en orden antes de que se presenten a las 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.Debido a que ciertos protocolos de nivel de aplicación usan ciertos puertos, los administradores de red pueden manipular el tráfico para satisfacer requisitos particulares. Algunos ejemplos son restringir el acceso a Internet bloqueando el tráfico destinado a un puerto en particular o afectar el rendimiento de ciertas aplicaciones asignando prioridad.

Por encima de la capa de transporte, hay ciertos protocolos que a veces se usan y encajan libremente en las capas de sesión y presentación, más notablemente los protocolos de Capa de sockets seguros (SSL) y Seguridad de la capa de transporte (TLS). Estos protocolos aseguran que los datos transferidos entre dos partes permanezcan completamente confidenciales. 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 (compartir archivos) y XMPP (mensajería instantánea).

El protocolo de voz sobre Internet (VoIP) permite que los paquetes de datos se utilicen para comunicaciones de voz síncronas. Los paquetes de datos se marcan como paquetes de tipo de voz y los administradores de red pueden priorizarlos para que la conversación síncrona en tiempo real esté menos sujeta a la contención con otros tipos de tráfico de datos que pueden demorarse (es decir, transferencia de archivos o correo electrónico) o almacenarse en búfer. por adelantado (es decir, audio y video) sin detrimento. Esa priorización está bien cuando la red tiene suficiente capacidad para todas las llamadas de VoIP que se realizan al mismo tiempo y la red está habilitada para la priorización, es decir, una red privada de estilo corporativo, pero Internet generalmente no se administra de esta manera y, por lo tanto, puede ser una gran diferencia en la calidad de las llamadas VoIP sobre una red privada y sobre la Internet pública.

Redes de área local y redes de área amplia

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 funciones asociadas con las redes más grandes y, a menudo, son más rentables y eficientes sin ellas. Cuando no están conectados a Internet, también tienen las ventajas de la privacidad y la seguridad. Sin embargo, la falta deliberada de una conexión directa a Internet no proporciona una protección segura contra piratas informáticos, fuerzas militares o poderes económicos. Estas amenazas existen si existen métodos para conectarse de forma remota a la LAN.

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

A mediados de la década de 1980, surgieron varios conjuntos de protocolos de comunicación para llenar los vacíos entre la capa de enlace de datos y la capa de aplicación del modelo de referencia OSI. Estos incluían AppleTalk, IPX y NetBIOS con el protocolo dominante establecido a principios de la década de 1990 siendo IPX debido a su popularidad entre los usuarios de MS-DOS. TCP/IP existía en este punto, pero normalmente solo lo usaban grandes instalaciones gubernamentales y de investigación.

A medida que Internet creció en popularidad y se requería enrutar su tráfico a redes privadas, los protocolos TCP/IP reemplazaron las tecnologías de red de área local existentes. Tecnologías adicionales, como DHCP, permitieron que las computadoras basadas en TCP/IP se autoconfiguraran en la red. Estas funciones también existían en los conjuntos de protocolos AppleTalk/IPX/NetBIOS.

Mientras que el modo de transferencia asíncrono (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 LAN. Estos protocolos difieren de los protocolos anteriores en que son más simples, por ejemplo, omiten características tales como garantías de calidad de servicio y ofrecen control de acceso al medio. Ambas diferencias permiten sistemas más económicos.

A pesar de la modesta popularidad de Token Ring en las décadas de 1980 y 1990, prácticamente todas las LAN ahora usan instalaciones de Ethernet alámbricas o inalámbricas. En la capa física, la mayoría de las implementaciones de Ethernet por cable utilizan cables de par trenzado de cobre (incluidas las redes 10BASE-T comunes). Sin embargo, algunas implementaciones tempranas usaban cables coaxiales más pesados ​​y algunas implementaciones recientes (especialmente las de alta velocidad) usan fibras ópticas. Cuando se utilizan fibras ópticas, se debe distinguir entre fibras multimodo y fibras monomodo. Las fibras multimodo se pueden considerar como fibras ópticas más gruesas para las que es más barato fabricar dispositivos, pero que sufren de un ancho de banda menos utilizable y una peor atenuación, lo que implica un rendimiento de larga distancia más bajo.