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A p u n t e s s i s t e m a s d et e l e c o m u n i c a c i ó n
Para los TeleTubers
í n d i c e1 Introducción2 ¿Qué es un sistema de telecomunicación?3 Elementos básicos de los sistemas de telecomunicación4 Componentes de un sistema de comunicación5 Medios de transmisión6 Los 7 principales servicios de telecomunicaciones7 ¿Cómo funciona el teléfono móvil?
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1 i n t r o d u c c i ó nHola Teletuber, en esta introducción a lossistemas de telecomunicaciones te voy adar una gran cantidad de valor ycontenido. Voy a responder todas laspreguntas que has visto en el Índice y teva a servir de base para avanzar en tuCamino del Teleco.
Este vídeo está un 90% sacado de unfantástico libro que me ha encantado leery he devorado en muy poco tiempo. Estelibro me ha ayudado a aprender muchomás sobre nuestra bonita profesión.
Te voy a dejar la portada un poco másabajo y si pinchas sobre ella, te llevará a lapágina de la editorial desde donde lopuedes comprar.
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Vamos a darle duro al tema. Te puedes tomar estos apuntes como una lecturaentretenida o como un refuerzo de lo que te encanta y apasiona: lastelecomunicaciones. Lo importante es que te lo pases bien.
Elementos de sistemas de telecomunicaciones deSergio Gallardo Vázquez.
Editorial: Paraninfo
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2 ¿ Q u é e s u n s i s t e m a d et e l e c o m u n i c a c i ó n ?Un sistema de telecomunicación es una combinación de hardware (HW) ysoftware (SW) con el objetivo de comunicar información de un lugar a otro.
Este conjunto de HW y SW puede transmitir textos, gráficos, voz, documentoso información de video en movimiento completo. INCLUSO BITCOINS.
En un sistema de comunicación intervienen un emisor, un receptor, unmensaje y el canal o medio por el cual se trasmite dicho mensaje. Por último,un código y un protocolo.
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Antes de entrar a HW y SW, vamos a ver que elementos intervienen en esacomunicación a distancia. Para ello, vamos a utilizar el ejemplo de una llamadatelefónica. Una llamada entre dos personajes que seguro que conoces.
Digamos que Jon Snow quiere llamar a Daeneris Targaryan.
Sí, Daenerys tiene un tele-huevo. No he encontrado una imagen normal.
Jon quiere llamarla para pedirle perdón por lo del último episodio, que tu yasabes.
Jon habla a su teléfono, cuyo micrófono pasa las ondas de voz a una señaleléctrica.
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3 E l e m e n t o s b á s i c o s d e l o ss i s t e m a s d e t e l e c o m u n i c a c i ó n
En banda base, o sea, en la banda de frecuencias de la voz humana. Desdelos 200 a los 3000 Hz. Aprox. Esto pasaría por ejemplo si en vez dellamarla por teléfono, JON tocara a su porterillo del piso para que se bajaraa jugar al parque. A jugar, ¡ha! así se llama ahora.
Modulada. Pasando la señal de su frecuencia a otra distinta. Esto nos va apermitir adecuar la señal al canal. Porque no todos los canales son buenosa una frecuencia o están libres en esa frecuencia. Con la modulaciónpodemos multiplexar, para que más gente pueda llamar a la vez que llamaJon. Gracias a la modulación convertimos la señal a radiofrecuencia, paraque el móvil la envíe.
El Emisor es quien envía el mensaje. Jon. Él prepara la información para quepueda ser enviada por el canal. Él no, su móvil, probretico mío, bastante tiene.La señal se prepara tanto en calidad (adecuación a la naturaleza del canal)como en cantidad (amplificando la señal).
La transmisión desde su móvil puede hacerse:
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La interferencia: Fenómenos externos al medio que provocan merma en lacomunicación. A nivel más metafórico podría ser el sentimiento de culpaque llena a JON, porque en realidad lo que le hizo a Dani fue m******
El mensaje. Es la información que tratamos de transmitir. En este caso es unaseñal de voz que dice “Lo siento, soy un canalla”. Esta señal, inicialmente, esanalógica pero se transforma a digital antes de salir del móvil de Jon. Unmensaje debe llegar íntegro y con fidelidad.
Para la transformación de analógica a digital se puede usar un ADC (analog todigital converse) y tendríamos que aplicar el teorema de Nysquis. Tambiénhabría que modular la señal para multiplexarla.
El receptor. En este caso receptora. Daenerys es la persona que recibe esemensaje o llamada. Lenguaje o protocolos de transmisión: Son el conjunto de códigos, símbolos yreglas que gobiernan la transmisión de la información. Entre Jon y Dani,usarían La Lengua Común de Poniente. A nivel más técnico y volviendo alejemplo del móvil hablaríamos del protocolo GSM.
El medio: Es el elemento a través del cual se envía la información del emisor alreceptor. Para la llamada entre Jon y Dani, el medio es tanto el aire como lafibra óptica. Pero no me adelanto, que de esto hablamos más adelante.
¡Pero no todo es tan fácil!
El medio tiene obstáculos que impiden o merman la comunicación. Son:
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Ruido: Todos aquellos fenómenos inherentes al medio que merman lacomunicación. El rugido de un dragón.
Atenuación. ¿Por qué Jon no le grita a Dani? ¿Por qué la llama porteléfono? Porque están tan distantes que un grito no lo va a oir. El grito seatenúa. Lo mismo le pasa a la señal telefónica pero no tanto.
Ya tenemos los elementos básicos. Ahora nos vamos a poner más técnicos.
Pero antes... conceptos como Teorema de Nyquist,señal analógica o digital, multiplexación... te los
cuento en:
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EL DICCIONARIO DE LAS TELECOMUNICACIONES
4 C o m p o n e n t e s d e u n s i s t e m a d ec o m u n i c a c i ó nHay más maneras de clasificar los elementos de un sistema de telecomunicación.Te voy a dar ahora una un poco más técnica. Una clasificación más teórica puedeser la siguiente:
El HARDWARE
Ese conjunto de elementos físicos que participan en la comunicación. No solo loselementos que usa el emisor o el receptor como es el tele-huevo o una pantalla.También tenemos otros más ocultos. Ocultos como los Iluminati. Me he ido deltema. Tenemos amplificadores o repetidores en las torres de comunicaciones.Que nadie se acuerda de ellas porque están allí solicas en el monte.Multiplexores. Routers. Osciladores y moduladores. Las antenas y un largoetcétera.
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MEDIOS DE COMUNICACIÓN o CANALES.
Medio físico de transmisión por el que viaja laseñal portadora de la información. En el Señor delos Anillos, ese medio era Frodo, portador delAnillo.
Si Jon mandara un cuervo con una nota a Dani, además de tardar mucho, estecuervo iría por el aire. Pues el aire es un medio de comunicación. De esto delos medios hablamos más, más adelante.
Sí puedo decirte que hoy en día disponemos de muchos tipos distintos. Piensaen cómo te llega internet a casa. Ya solo con eso hay muchísimas opciones.ADSL, por cable coaxial, por fibra óptica, por satélite o por 4 o 5G.
SEÑALES.
Las señales transportan la información. Pueden ser digitales o analógicas.Pueden ir moduladas o en banda base. REDES DE COMUNICACIÓN.
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Son ese entramado de elementos quepermiten el intercambio de informaciónentre usuarios. Hay muchos tipos deredes, PAN, LAN, MAN, WAN o GAN. Porejemplo, estas redes conectanordenadores y dispositivos decomunicación.
SOFTWARE.
Programas que controlan, MONITORIZAN o facilitan las comunicaciones.
Dentro del grupo de control y monitorización, existe un tipo de software quemuestra en directo como se está llevando a cabo la comunicación. Tenemospor ejemplo Pandora FMS, una herramienta que controla más de 10,000 nodosen una red. Este sistema puede generar informes, darte estadísticas de uso,alertas y un sin fin de funcionalidades más.
Respecto a facilitar las comunicaciones. Contamos con aplicaciones de correoelectrónico o de Voz sobre IP o de videoconferencia. Herramientas que te danun soporte en el que tu pinchas y te conectas.
PROVEEDORES y SERVICIOS DE LA COMUNICACIÓN.
Los proveedores de telecomunicaciones son empresas que conecta tusdispositivos al resto de internet. UNA VENTANA AL MUNDO. En cuanto a losservicios, te los ofrecen los proveedores para satisfacer necesidades. Porejemplo la televisión, voz y datos o la banda ancha. En un momento de nadahablamos de los servicios.
CÓDIGOS Y PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN.
Son las reglas para la transferencia de la información. Para que origen ydestino intercambien información, deberá utilizarse un mismo lenguaje oprotocolo. Un conjunto de reglas, códigos y símbolos que definan la sintaxis ygramática de la información y sea común a ambos. El protocolo determinacómo se intercambia la información y el código del lenguaje a usar.
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5 M e d i o s d e t r a n s m i s i ó n
La voz. El teléfono. Señales luminosas. O un correo (electrónico o vía cuervo).
Todos los elementos que posibilitan el transporte de la información entran en ladefinición de medio de transmisión.
Y no cada tipo de información tiene un canal propio o fijo. Puede variar. Si JonSnow quiere comunicarse con Daenerys Targaryen, pueden comunicarse usandovarios canales.
Pues con los medios es igual. Por ejemplo, la señal televisión digital o unwhatsapp pueden compartir el mismo cable de fibra que llega a tu casa. Ya cadaaplicación escucha la información que debe escuchar y no otra, aunque toda viajepor el mismo canal.
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Existen dos tipos muy claros de medios de transmisión. Los guiados y noguiados. Unos usan algún tipo de cable y otros el aire o el vacío. A se vez, éstosde dividen en más grupos, que tienes a continuación.
MEDIOS ALÁMBRICOS O GUIADOS
Son muy interesantes de usar para dar grandes anchos debanda con poca potencia. Pero no te vayas muy lejos, porquete tienes que llevar el cable a cuestas.
Dentro de los cableados eléctricos destacan:
Líneas abiertas, Conjunto de cables en paralelo, ahí la ves.Corto alcance y baja velocidad y son muy sensibles ainterferencias, se usan poco.
Par trenzado, este lo tienes en tu casa fijo. Son cuatro parestrenzados, de ahí su nombre, que conectan tu pc con el router.
Cable coaxial. Un conductor central y una malla externaseparados por un dieléctrico. Que es un material aislante. Seemplea, por ejemplo para distribuir la señal de TDT que vienede la antena.
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Comenzamos por el Cableado Eléctrico. Cuando digo eléctricono es por que lleve electricidad para cargar el móvil. Eseléctrico porque su corazón es de metal, como el de elhombre de hojalata. Llevan un conductor metálico quenormalmente es cobre.
Seguimos con los medios guiados, pero nos salimos de los cableadoseléctricos.
Guías de ondas. Un conducto hueco por donde se propagan las ondas, robotando de pared en pared. Una guía de onda es como ponerle puertas alcampo. Una señal en vez de propagarse libre, va encerrada en este tubo hueco.Un ejemplo es un estetoscopio.
Fibra óptica. La fibra óptica se llama así porque lo que transmite es luz. Luzconfinada en esa fibra y que va también rebotando en los bordes. La fibra es lareina de los medios guiados tanto en velocidad como en longitud máxima sinnecesitar amplificarse.
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Para despedir esta parte de medios guiados, aquí tienes una tabla comparativaen la que te los he ordenado de menor a mayor longitud sin necesitar unrepetidor.
MEDIOS INALÁMBRICOS O NO GUIADOS
La reina de este grupo es la radiofrecuencia. Usaremos las ondas de radio parasoluciones que estén más aisladas o donde no podamos llevar un cable.
A ver cómo conectamos un cable con el Perseverance allí en Marte. Tú dirás.
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Vídeo: ¿Cómo noscomunicados con Marte?
También es interesante usar radiofrecuencia cuando estamos en movimiento.Suelen ser sistemas baratos pero con un pero. Necesitamos más potencia paratransmitir y son más sensibles a interferencias.
Infrarrojos. El mando del televisor o el detector de coches de las cocheras.Usan la banda no visible de los infrarrojos. Se usa en distancias pequeñas ydebe haber visión directa entre uno y otro.
¿Sabías que si miras el emisor de infrarrojos del mando de latelevisión con la cámara del móvil vas a ver cómo se enciende?
Se llaman así porque funcionan por encima de la banda audible. Como lasballenas. Por encima de lo que nosotros oímos. Generalmente, los ultrasonidosfuncionan por encima de los 40 KHz. ¿y eso te parece mucho? Pues una ballenadentada alcanza hasta los 325khz
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Ultrasonidos. No se suelen usar para transmitirinformación. Se usa más como detector. El sónar de unbarco detecta objetos gracias a los ultrasonidos.
Aquí tienes los sensores de aparcamiento de uncoche. También son ultrasonidos.
6 S e r v i c i o s d eT e l e c o m u n i c a c i o n e sHasta ahora tenemos los elementos que permiten a jon llamar a dani, los básicosy complejos. Ya sabes también qué medios se usan para mandar esas señales,vamos a hablar de cómo se materializa todo este entramado en servicios realesque tu y yo podemos usar en nuestro día a día.
Las telecomunicaciones han revolucionado la manera como nos comunicamos.Hemos logrado comunicaciones casi instantáneas con cualquier persona en elplaneta. Nos han ayudado a relacionarnos. Tinder. ¿Cuántas relaciones vienenahora de esa app?. Que yo no lo se, a mi me lo han contado.
Otras aplicaciones Permiten el teletrabajo y la teleenseñanza. Y bueno, qué medices de Netflix.
Antes de dar el listado de servicios, ¿Quién da esos servicios? ¿Por qué hay quellamar a un Movistar o a un Claro o un Tigo?
Un proveedor de servicios de Internet (ISP) es una organización que proporcionauna gran variedad de servicios para acceder, usar o participar en Internet.
Un ISP generalmente sirve como punto de acceso o puerta de enlace, queproporciona al usuario acceso a todo lo disponible en Internet.
Aquí tienes mi selección de 7 servicios de telecomunicaciones.
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TELEVISIÓN.
El servicio más conocido en el planeta. Un servicioen el cual se visualizan imágenes, sonidos y videos.Todo estos es gracias a que nos llegan ondaselectromagnéticas que llegan a las Atenas denuestras casa o bloques. También puede llegar porcable o a través de internet.
La televisión se ha convertido en el másreconocido y usado medio de comunicación graciasa su gran alcance.
RADIO.
La radio fue unos de los primeros servicios detelecomunicaciones en aparecer y hacerse popular,esparciéndose por todo el mundo.
Este medio fue el primero en entrar a los hogares y traer información relevante, noticias, telenovelaspor radio y música.
Como la radio funciona por medio de ondaselectromagnéticas, se necesita una antena pararecibirlas. Existen dos bandas principales la AM y laFM, en estas bandas se encuentran todos losprogramas de radio.
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TELÉFONO.
El Teléfono. Del teléfono te hablo más adelante.
INTERNET.
El mayor, el más usado y conocido servicio detelecomunicación. Además ayuda y da sustento avarios medios de comunicación, como la televisióno la radio.
Si se cae internet, se cae el mundo.
Internet es una red global donde se presenta unagran cantidad de información, páginas web,imágenes, videos, sonidos y otros medios decomunicación que se encuentran ahí.
Internet funciona mediante un entramado deservidores conectados en todo el mundo. Nopierdas nunca de vista eso de que la nube, enrealidad, es el ordenador de otro. Esos servidoreste dan acceso a ti a la red.
CORREO ELECTRÓNICO.
Uno de los primeros medios comunicación eninternet. Con el correo electrónico podemos enviarcorreos con información en forma de texto,documento o con algún archivo y link. El correoelectrónico tuvo una gran aceptación y uso. Lasaplicaciones de correo electrónico más conocidasson Gmail y Hotmail.
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FAX.
El fax es otro servicio de comunicación. Un pocoviejo, aunque en su momento sirvió de mucha ayuda a personas y empresas.
Este medio sirve para la recepción y envió de faxesa cualquier parte del mundo. No obstante, el fax noes muy seguro comparándolo con los anteriores yes más caro que el correo electrónico.
GNSS.
El sistema global de navegación por satélite(Global Navigation Satellite System, GNSS) es unaconstelación de satélites que transmite rangos deseñales utilizados para el posicionamiento ylocalización en cualquier parte del globo terrestre,ya sea en tierra, mar o aire.
Probablemente te suene más el GPS, GPS no esmás que uno de los GNSS disponibles, comoGalileo.
Los GNSS permiten determinar las coordenadasgeográficas y la altitud de un punto dado. Tienes fines de navegación, transporte, geodésicos,hidrográficos, agrícolas, y otras actividades afines.
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7 ¿ C ó m o f u n c i o n a e l t e l é f o n o ?El teléfono es otro de los grandes medios o servicio de telecomunicaciones.Seguramente tengas el tuyo muy cerca. Y seguramente sientas la curiosidad desaber cómo funciona.
Vamos al lío. Para ello recuperaremos a Jon y a Daenerys.
Cuando hablas por teléfono móvil, la voz es recogida por el altavoz de tu móvil.Ese altavoz convierte la señal analógica en una digital con la ayuda de un sensorMEMS en un circuito integrado.
Esa señal compuesta de unos y ceros va a la antena de tu teléfono y estransmitida como ondas electromagnéticas.
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Aquí interviene un proceso demodulación en el que esos unos y cerosafectan a la amplitud, frecuencia o fasede la onda que sale de la antena.Tomando el ejemplo de la frecuencia, un1 hará que se incremente la frecuencia yun 0 que disminuya.
Ya lo tendríamos todo para que Daenerys reciba la llamada en su tele-huevo,pero esas ondas no pueden viajar grandes distancias y solo hay una manera desaber dónde está Daenerys. En un momento lo sabrás.
Las ondas que salen del teléfono de Jon no pueden viajar grandes distanciasporque pierden potencia, por la atenuación, interfrencias o la propia curvasturade la tierra, algo que tienes en este vídeo (algo de lo que hemos hablado ya).
¿Cómo solucionamos esto? Con las torres de telecomunicaciones y con elconcepto de tecnología celular. Precisamente por esto en muchas partes delmundo se llama celular al teléfono móvil.
Volvemos a Jon y su celular. Las ondas del móvil de Jon son recogidas por latorre de su célula (su hexágono) y convertidas en pulsos de luz.
En tecnología celular, una zona se divide en célulashexagonales. Cada célula tiene su propia torre detelecomunicaciones.
Todas las torres están conectadas entre ellas. Por cable,concretamente por fibra óptica. A nivel regional porcables enterrados y a nivel mundial por cables bajo elagua.
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Entonces la torre manda la señal a la torre donde está conectada Dany a travésde esos pulsos de luz
Cuando esa torre recibe el pulso, lo radia hacia y el teléfono de dany lo recibea través de su antena. Ahora la señal hay que transformarla en una señalaudible a través de la demodulación y al convertirla de digital a analógica.
Entonces Jon podrá pedirle perdón a Dany por aquello que le hizo. Y que túsabes.
¿Podemos decir una llamada telefónica es 100% inalámbrica? No. Necesitamosde la fibra.
Todo esto muy bonito, pero ¿Cómo sabe la torre de Jon dónde esta Dany?
Para contestarlo, tengo que presentar a la MSC o central de conmutaciónmóvil. La MSC es el punto central de un grupo de torres.
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MSC
Jon llama a Dany. La MSC de Jon recibe la llamada y busca la HOME MSC de Dany. Esa HOME MSC de Dany, busca a Dany
Te cuento más. Cuando Jon compró su SIM, toda su información, como elnúmero de teléfono, el PIN, su plan de servicio, localización se guardan en laMSC a la que se conecta el móvil. Esa será su HOME MSC.
Si Jon viaja y se cambia de MSC, la nueva MSC, llamada Foreign MSC, secomunicará con la primera MSC para decirle, eh, Jon está aquí. Así la home MSCsiempre sabe donde está JON
Volvemos al ejemplo:
Si Dany está en su home MSC, la llamada se manda directamente a la torre dela célula donde está dany.
Si Dany no está, la HOME MSC pasa la llamada a la FOREIGN MSC.
Si todo sale bien y Dany se lo quiere coger, se establece la llamada.
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HOME MSCINFO
Ahora, analicemos por qué el espectro de frecuencias es tan importante en lascomunicaciones por teléfono móvil.
Para transferir ceros y unos en la comunicación digital, a cada suscriptor se leasigna un rango de frecuencia.
Sin embargo, el espectro de frecuencias disponible para las comunicacionescelulares es bastante limitado y hay miles de millones de suscriptores.
Este problema se resuelve con la ayuda de dos tecnologías, una distribución deranuras de frecuencia y dos, técnica de acceso múltiple.
En la primera técnica, se asignan cuidadosamente diferentes ranuras defrecuencia a diferentes torres de telefonía celular.
En la técnica de acceso múltiple, este intervalo de frecuencia se distribuyeeficazmente entre todos los usuarios activos en el área de la celda.
Ahora, la gran pregunta. ¿Por qué existen diferentes generaciones detecnologías de telefonía móvil?
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1G permitió llevar un teléfono sin un cable conectado a él. Pero 1G sufrió dosproblemas importantes. El primer problema fue que la transmisión inalámbricaestaba en formato analógico, señales fácilmente alteradas por fuentesexternas. El segundo problema fue que usó FDMA, que utilizaba el espectrodisponible de manera ineficiente.
Estos factores allanaron el camino para la segunda generación decomunicaciones móviles, 2G TDMA o CDMA. 2G introdujo el servicio de datos,los SMS y navegación por Internet.
La tecnología 3G se centró en brindar una mayor velocidad de transferencia dedatos. Usando WCD y un aumento en el ancho de banda logró una velocidad de2 Mbps para transferir datos.
3G fue un gran paso en la transformación del teléfono básico en un teléfonointeligente.
Luego vino 4G, que alcanzó velocidades de 20 a 100 Mbps gracias a OFD yMIMO.
5G llega con velocidades de 1gbps, usa tecnología MIMO mejorada y ondasmilimétricas. A alta frecuencia y una gran componente de procesado medianteSW.
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8 E n h o r a b u e n aENHORABUENA has llegado al final, si quieres más contenidos como este,cuéntamelo, también puedes ver otros contenido en vídeo en mi canal deYouTube
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CUÉNTAMELO
