2.1 Medios de Transmisión de Datos
Se entiende por medio de transmisión a cualquier medio físico que pueda transportar información en formas de señales electromagnéticas. Los medios de transmisión permiten mandar la información al servicio o a otra estación de trabajo, por ejemplo para el envío de la música o de las imágenes. A grandes rasgos, los medios se agrupan en medios guiados, que son las ondas electromagnéticas, van enmicadas a lo largo de un camino físico en este medio podemos encontrar los siguientes: el cable de cobre y la fibra óptica, y medios no guiados, este es un medio sin encausar como la radio y los láseres a través del aire.
Se entiende por medio de transmisión a cualquier medio físico que pueda transportar información en formas de señales electromagnéticas. Los medios de transmisión permiten mandar la información al servicio o a otra estación de trabajo, por ejemplo para el envío de la música o de las imágenes. A grandes rasgos, los medios se agrupan en medios guiados, que son las ondas electromagnéticas, van enmicadas a lo largo de un camino físico en este medio podemos encontrar los siguientes: el cable de cobre y la fibra óptica, y medios no guiados, este es un medio sin encausar como la radio y los láseres a través del aire.
Los medios de transmisión se pueden dividir en dos grandes categorías: guiados y no guiados.
2.1.1Medios guiados
Los medios guiados son aquellos que proporcionan un conductor de un dispositivo al otro e incluyen cables de pares trenzados y cables de fibra óptica.
Una señal viajando por cualquier de estos medios es dirigida y contenida por los límites físicos del medio. El par trenzado y cable coaxial usan conductores metálicos (de cobre) que aceptan y transportan señales de corriente eléctrica. La fibra óptica es un cable de cristal o plástico que acepta y transporta señales en forma de luz.
Cable par trenzado
El cable de par trenzado se presenta en dos formas: sin blindaje y blindado.
Cable par trenzado sin blindaje (UTP)
El cable de par trenzado sin blindaje (UTP, Unshielded Twisted Pair) es el tipo más frecuente de medio de comunicación que se usa actualmente. Aunque es el más familiar por su uso en sistemas telefónicos, su rango de frecuencia es adecuado para transmitir tantos datos como voz. Un par trenzado esta formado por dos conductores (habitualmente de cobre), cada uno con su aislamiento de plástico de color. El aislamiento de plástico tiene un color asignado a cada banda para su identificación. Los colores se usan tanto para identificar los hilos específicos de un cable como para indicar que cables pertenecen a un par y como se relacionan con los otros partes de un manojo de cables.
Un par trenzado está formado por dos hilos, cada uno de los cuales está recubierto de material aislante
Medio guiado
Cable par trenzado
Cable coaxial
Cable de fibra ópticaClases de medios guiados.
Cable par trenzado
100 Hz
5 MHz
Rango de frecuencia para un cable de par trenzado.
Cable par trenzado blindado (STP)
El cable par trenzado blindado (STP, Shielded Twisted Pair) tiene una funda de metal o un recubrimiento de malla entrelazada que rodea cada par de conductores aislados. La carcasa de metal evita que penetre ruido electromagnético. También elimina un fenómeno denominado interferencia, que es un efecto indeseado de un circuito( o canal) sobre otro circuito (o canal). Se produce cuando una línea (que actúa como antena emisora). Este efecto se experimenta durante las conversaciones telefónicas cuando se oyen conversaciones de fondo. Blindando cada par de cable de par trenzado se puede eliminar la mayor parte de las interferencias.
El STP tiene las mismas consideraciones de calidad y usa los mismos conectores que el UTP, pero es necesario conectar el blindaje a tierra. Los materiales y los requisitos de fabricación del STP son más caros que los del UTP, pero dan como resultado cables menos susceptibles al ruido.
Pares trenzados apantallados (FTP): Es un cable de pares que posee una pantalla conductora global en forma trenzada. Mejora la protección frente a interferencias y su impedancia característica es de 120Ω.
Así mismo, dependiendo del número de pares trenzados por categorías:
Categoría 1:par sin trenzar paralelo utilizado para vos solamente.
Categoría 2: par trenzado UTP- utilizados para enviar datos a 4Mbps.
Categoría 3: par trenzado UTP con impedancia de 100 ohm y 16 MHz Utilizado para enviar datos a 10Mbps.
Categoría 4: par trenzado UTP con impedancia 100 ohm y características eléctricas que soporta frecuencia de transmisión de hasta 20 MHz utilizados para enviar datos a 20 Mbps
Categoría 5: par trenzado UTP con impedancia de 100 ohm y características eléctricas que soportan frecuencias de transmisión de hasta 100 MHz utilizados para enviar datos a 100 Mbps
Categoría 6: par trenzado STP impedancia de 100 ohm y características eléctricas que soportan frecuencias de transmisión de hasta 100 MHz Utilizado para enviar datos a mas de 250 Mbps
Categoría 7: par triunfado STP con impedancia de 100 ohm y características que soportan frecuencias de transmisión de hasta 100 MHz Utilizados para enviar datos a mas de 1.000Mbps.
Cable coaxial
El cable coaxial(o coax) transporta señales de frecuencias más altos que los cables de pares trenzados, en parte debido A que ambos medios están construidos de forma bastante distinta. En lugar de tener dos hilos, el cable coaxial tiene un núcleo conductor central formado por un hilo solido o enfilado (habitualmente de cobre). La cubierta metálica del exterior sirve como blindaje contra el ruido y como un segundo conductor, lo que completa el circuito. Este conductor exterior esta también recubierto por un escudo aislante y todo el cable está protegido por una cubierta de plástico.
Hay dos tipos fundamentales de cable coaxial:
El cable coaxial de banda base (50ohms): se utiliza en la transmisión digital. El ancho de banda máximo que se puede obtener depende de la longitud del cable. Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de largas distancias, aunque utilizar cables de mayor longitud hace reducir la velocidad de transmisión.
Existen dos tipos:
Ø Coaxial grueso: comenzó a utilizarse en redes locales y hoy en día solo se emplea para realizar la estructura troncal de distribución de la red. Hay dos tipos:
1.-RG-100: es el más utilizado. Su núcleo es de 2,6 mm, mientras que la malla es de 9,5 mm (dando lugar a un cable de 1 cm de diámetro aproximadamente).
2.-RG-150: posee una secuencia de capas trenzadas que protegen mejor de las interferencias electromagnéticas. Su núcleo es de 3,7 mm, mientras que la malla es de 13,5 mm (dando lugar a un cable de 1,5 cm de diámetro).
Ø Coaxial fino: dada su flexibilidad, es más fácil de instalar, aunque más caro y posee menor inmunidad frente a interferencias. Posee un núcleo 1,2 mm y una malla de 4,4 mm. Existen varios tipos de cables coaxiales finos, pero el más utilizado es el RG-58.
El cable coaxial de banda ancha (75 ohms): se utiliza para transmisión analógica, comúnmente para el envío de la televisión por cable. Dado que las redes de banda ancha utilizan la tecnología patrón para envío de señales de televisión por cable, los cables pueden enviarse para aplicaciones que necesiten hasta los 300 MHz y extenderse a longitudes que alcanzan casi los 100 Km gracias a la naturaleza analógica de la señal, que es menos crítica que la digital. un cable típico de 300 MHz por lo general puede mantener velocidades de transmisiones de datos de hasta 150 Mbps
Estándares de cable coaxial
Los diseños de cable coaxial se pueden categorizar según sus clasificaciones de radio de gobierno (RG). Cada nuecero RG denota un conjunto único de especificaciones físicas, incluyendo el grosor del cable del conductor interno, el grosor y el tipo de aislante interior, la construcción del blindaje y el tamaño y el tipo de la cubierta exterior.
Cada cable definido por las clasificaciones RG está adaptado para una función especializada. Los más frecuentes son:
RG-8 Usado en Ethernet de cable grueso
RG-9 Usado en Ethernet de cable grueso.
RG-11 Usado en Ethernet de cable grueso.
RG-58 Usado en Ethernet de cable fino.
RG-59 Usado para TV.
Conectores de los cables coaxiales
A lo largo de los años, se han diseñado un cierto número de conectores para su uso en el cable coaxial, habitualmente por fabricante que buscaban soluciones específicas a requisitos de productos específicos. Unos pocos de los conectores más ampliamente usados se han convertido en estándares. El más frecuente de toso ellos se denomina conector en barril por su forma. De los conectores de barril el más popular es el conector de red a bayoneta (BNC, Bayonet Network Connector), que se aprieta hacia dentro y se bloquea en su lugar dando media vuelta. Otros tipos de conectores de barril se atornillan juntos, lo que necesita, as esfuerzo de instalación o simplemente se aprietan sin bloqueo, lo que es más seguro. Generalmente, un cable termina en un conector macho que se enchufa y se atornilla en su conector hembra correspondiente asociado al dispositivo. Todos los conectores coaxiales tienen una única patilla que sale dentro del conector macho y entra dentro de una funda de hiero del conector hembra. Los conectores coaxiales son muy familiares debido a los cable de TV y a los enchufes de VCR, que emplean tanto los de presión como los deslizantes.
Otros dos tipos de conectores se usan frecuentemente como los conectores T y los terminadores. Un conector T (que se usa en la Ethernet de cable fino) permite derivar un cable secundario u otros cables de la línea principal. Un cable que sale de la computadora, por ejemplo, se puede ramificar para conectarse a varios terminales. Los terminadores son necesarios en las topologías de bus donde hay un cable principal que actúa como una troncal como ramas a varios dispositivos, pero que en sí misma no termina en ningún dispositivo. Si el cable principal se deja sin terminar cualquier señal que se transmita sobre el genera un eco que rebota hacia atrás e interfiere con la señal original. Un terminador absorbe la onda al final del cable y elimina el eco de vuelta.
Fibra Óptica
La fibra óptica está hecha de plástico o de cristal y transmite las señales en forma de luz. Para comprender como funciona la fibra óptica es necesario explorar primero varios aspectos de la naturaleza de la luz.
La naturaleza de la luz.
La luz es una forma de energía electromagnética que alcanza su máxima velocidad en el vacío: 300.000 kilómetros /segundo (aproximadamente, 186.000 millas/segundo).La velocidad de la luz depende del medio por el que se propaga (cuanto más alta es la densidad, más baja es la velocidad).
Refracción
La luz se propaga en línea recta mientras se mueve a través de una única sustancia uniforme. Si un rayo de luz que se propaga a través de una sustancia entra de repente en otra (más o menos densa), su velocidad cambia abruptamente, causando que el cambie de dirección. Este cambio se denomina refracción.
La dirección en la que se refracta un rayo de luz depende del cambio de densidad en la que se encuentre. Un rayo de luz de una sustancia menos densa a un medio más denso se curva hacia el eje vertical. Cuando la luz penetra en un medio más denso, el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción; y cuando la luz penetra en un medio menos denso, el ángulo de incidencia es menor que el ángulo de refracción.
Características de la fibra óptica.
Las principales características de la transmisión por fibras y cables de fibras se detallan seguidamente:
Permiten la multiplicación de múltiples señales en la misma fibra, utilizando diferentes frecuencias portadoras (FDM). De esta manera se incrementa la capacidad de transmisión.
Es una de las transmisiones más seguras, puesto que al no radiar energía al exterior resulta muy improbable la detección de la señal que esta siendo transmitida. Siendo necesario para ello interferir en el sistema, algo bastante difícil de hacer y que sea detectado, pues para ello habría de interrumpir el enlace durante un largo periodo.
Puesto que la señal se transmite mediante fotones en lugar de electrones este sistema resulta inmune a cualquier interferencia electromagnética procedente del exterior; esto significa ausencia total de ruido, y por tanto errores en la transmisión. Al mismo tiempo se evitan el riesgo de incendios y explosiones en instalaciones propensas a ellos.
El tamaño y el peso de los cables de fibra óptica utilizados es muy pequeño, lo cual facilita enormemente su instalación, disminuyéndose el coste de los misma y de su posterior mantenimiento.
Debido al perfecto aislamiento de la fibra del medio exterior, la tasa de error (porcentaje de bits erróneos) de la transmisión es muy baja, típicamente, de
10-9 frente a la 10-6 en los cables de pares.
La utilización de circuitos semiconductores en los equipos transmisores y receptores provoca la continua evolución de estos, mejorándose las prestaciones de los mismos y disminuyendo sus costes, lo cual hace cada día más atractivo el uso de estos sistemas.
Un sistema de transmisión óptico tiene tres componentes:
La fuente de luz: se encarga de convertir una señal digital eléctrica (ceros y unos) en una señal óptica. Normalmente, se utiliza un pulso de luz para representar un “1” y la ausencia de luz para representar un “0”, o modificando su longitud de onda.
El medio de transmisión: Se trata de una fibra de vidrio ultra delgada que transporta los pulsos de luz.
El detector: se encarga de generar un pulso eléctrico en el momento en que la luz incide sobre él.
Al conectar una fuente de luz en un extremo de una fibra óptica y un detector en el otro, tenemos un sistema de transmisión de datos simplex que acepta una señal eléctrica, la convierte y transmite en pulsos de luz y, después, reconvierte la salida a una señal eléctrica en el extremo del receptor.
La fibra óptica esta cuidadosamente diseñada para transportar señales de Luz. Se trata de un cilindro de pequeña sección flexible (diámetro del orden de 2 a 125µm) por él se transmite la luz recubierto de un medio con un índice de refracción menor que el del núcleo a fin de mantener toda la luz de su interior. A continuación viene una cierta plástica delgada para proteger el revestimiento e impedir que cualquier rayo de luz del exterior penetre en la fibra. Finalmente varias fibras suelen agruparse en haces protegidos por una funda exterior.
Los cables de fibra óptica pueden transmitir la luz de tres formas diferentes:
Monomodo: En este caso, la fibra es tan delgada que la luz se transmite en línea recta. El núcleo tiene un radio de 10 µm y la cubierta de 125µm.
Multimodo: La luz se transmite por el interior del núcleo incidiendo sobre su superficie interna, como si se tratara de un espejo. Las pérdidas de luz en este caso también son prácticamente nulas. El núcleo tiene un diámetro de 100µm y la cubierta, de 140µm.
Multimodo de Índice gradual: la luz se propaga por el núcleo mediante una refracción gradual de la luz. Esto es debido a que el núcleo se construye con un índice de refracción que va en aumento desde el centro a los extremos. Suele tener el mismo diámetro que las fibras multimodo.
La fibra óptica permite una velocidad de transmisión experimental en el laboratorio que sobre pasa los 50.000 Gbps (50Tbps). El límite practico se encuentra cerca de 1 Gbps, y es debido a la incapacidad que los dispositivos tienen para convertir con mayor rapidez las señales eléctricas a ópticas, y al revés (tanto los emisores como los receptores).
Frente a la velocidad de transmisión que tiene la fibra, el inconveniente principal es su gran coste. No tiene tanto que ver con el precio por metro de fibra sino que más bien está relacionado con el montaje. El cable de fibra óptica no se puede doblar demasiado, y las conexiones son muy costosas y complicadas.
Existen tres formas de unir dos cables de fibra óptica:
Utilizando conectores: Cada tramo de fibra puede venir de fábrica con enchufes en los extremos. Esta forma de conectarlos es muy sencilla, pero adolece de juna perdida de entre un 10 y un 20% de la luz que circula a través de la conexión.
Realizando empalmes de forma mecánica: Se realiza un corte cuidadoso de extremo de cada tramo y se unen ambos mediante una manga especial que los sujetas de su lugar. Se pueden mejorar la alineación asiendo pasar luz por la unión y efectuando pequeños ajustes para alcanzar su posición idónea. Los empalmes mecánicos resultan de una pérdida de luz en torno al 10%.
Fundiendo los dos Extremos: Se realiza una fusión de los dos tramos para formar una conexión sólida. Este empalme es casi tan bueno como una fibra de hilado único, pero, aún así, existe un poco de atenuación.
Las ventajas que tiene el uso de la fibra óptica frente a los cables de cobre convencionales son las siguientes:
Puede manejar anchos de banda mucho más grandes que el cobre.
Debido a su baja atenuación, solo se necesitan repetidores cada 30 km (en el cobre se necesitan cada 5km).
No es interferida por las ondas electromagnéticas.
Es delgada y ligera, sobre todo comparada con cables de cobre de igual capacidad de transmisión.
Las fibras no tienen fugas y es muy difícil intervenirlas. Hay que cortar el cable o desviar parte de la luz, tarea nada sencilla que requiere el uso de costosos dispositivos.
Redes locales inalámbricas
Una red local se denomina inalámbrica cuando los medios de unión entre las estaciones no son cables. Actualmente existen cuatro técnicas:
Infrarrojas: se utilizan mucho para la comunicación de corto alcance, en controles remotos de televisores, grabadoras de video, estéreos, etc. Estos controles son relativamente direccionales, baratos y fáciles de construir, pero tiene un inconveniente importante: no atraviesan los objetos sólidos.
Ondas de radio: son fáciles de generar, pueden viajar largas distancias, penetran en los edificios sin problemas y viajan en todas direcciones desde la fuente emisora. Sin embargo por la capacidad que tiene de viajar a largas distancias es necesario, realizar un control estricto por parte de los gobiernos para que las diferentes transmisiones no se interfieran entre sí. Existen dos tipos de ondas de radio: ondas de radio de baja frecuencia y ondas de radio de alta frecuencia.
Microondas: permiten transmisiones tanto terrestres como con satélites. Sus frecuencias están comprendidas entre 1 y 10 Ghz y posibilitan velocidades de transmisión aceptables, el orden de 10 Mbps.
Laser: es posible comunicar dos edificios mediante un laser montado en cada azotea. La señalización óptica coherente mediante laser es unidireccional, de modo que cada edificio necesita emisor laser y un receptor. Este esquema ofrece un coste muy bajo, es fácil de instalar y posee una elevada velocidad de transmisión por su parte, las desventajas de este sistema son:
Ø Es difícil colocar correctamente los emisores y los receptores.
Ø El rayo laser no puede penetrar la lluvia y niebla densa.
Ø La corrientes de convección (aire caliente que sube del edificio) interfieren también en el haz del laser.
Las principales ventajas de las redes locales inalámbricas son:
Ø Libertad de movimiento
Ø Sencillez en la reubicación de las estaciones de trabajo
Ø En la rapidez en la instalación
Principales inconvenientes son:
Ø Dudas sobre si afecta a la salud de los usuarios.
Ø Faltan normas estándar
Ø Poca compatibilidad con las redes fijas.
Ø Problemas con la obtención de licencias que se utiliza en el espectro radioeléctrico.
2.1.2 Medios de transmisión no guiados
Los medios no guiados o sin cables han tenido gran acogida al ser un buen medio de cubrir grandes distancias y hacia cualquier dirección, su mayor logro se dio desde la conquista espacial a través de los satélites y su tecnología no para de cambiar. De manera general podemos definir las siguientes características de este tipo de medios: a transmisión y recepción por medio de antenas, las cuales deben estar alineadas cuando la transmisión es direccional, o si es omnidireccional la señal se propaga en todas las direcciones.
Métodos de propagación:
Propagación en superficie:
En la propagación en superficie, las ondas de radio viajan a través de la porción mas baja de la atmósfera, abrazando a la tierra. A las frecuencias mas bajas, las señales emanan en todas las direcciones desde la antena de transmisión y sigue la curvatura del planeta. La distancia depende de la cantidad de potencia en la señal: cuanto mayor es la potencia, mayor es la distancia. La propagación en superficie también puede tener viajar en el agua de mar.
Propagación troposférica:
La propagación troposférica puede actuar de dos formas. También se puede dirigir la señal en línea recta de antena a antena (visión directa) o se puede cambiar con un cierto ángulo hasta los niveles superiores de la troposfera donde se reflejan hacia la superficie de la tierra. El primer método necesita que la situación del receptor y el transmisor esté dentro de distancias de visión, limitadas por la curvatura de la tierra en relación a la altura de las antenas. El segundo método permite cubrir distancias mayores.
Propagación ionosférica:
En la propagación ionosférica, las ondas de radio de más alta frecuencia se radian hacia la ionosfera donde se reflejan de nuevo hacia la tierra. La densidad cubre la troposfera y la ionosfera hace que cada onda de radio se acelere y cambie de dirección, curvándose de nuevo hacia la tierra. Este tipo de transmisión permite cubrir grandes distancias con menor potencia de salida.
Propagación por visión directa:
En la propagación por visión directa, se transmite señales de muy alta frecuencia directamente de antena a antena siguiendo una línea recta. Las antenas deben ser direccionales, estando enfrentadas entre si, y o bien están suficientemente cercas o suficientemente juntas para no verse afectadas por la curvatura de la tierra.
Propagación por el espacio:
La propagación por el espacio utiliza como retransmisor satélites en lugar de la refracción atmosférica. Una señal radiada es recibida por un satélite posado en orbita, que la reenvía de vuelta a la tierra para el receptor adecuado. La transmisión vía satélite es básicamente una transmisión de visión directa con un intermediario (el satélite).
Propagación de señales especificas:
Campo de propagación que se usa en la radio-transmisión depende de la frecuencia (velocidad) de la señal. Cada frecuencia es adecuada para una capa específica de la atmósfera y es suficiente si se transmite y se envía con tecnología adaptada a la capa.
VLF:
Las ondas de frecuencia muy baja (VLF, Very Low Frequency) se propagan por ondas de superficie, habitualmente a través del aire, pero algunas veces a través del agua de mar.
Radionavegación de largo alcance
3 KHz
30 KHz
LF:
Las ondas de baja frecuencia (LF, Low Frequency) se propagan también como ondas de superficie, las ondas LF se usan para radio-navegación de largo alcance y para las radios balizas o localizadores de navegación.
Radionavegación de largo alcance
30 KHz
300 KHz
MF:
Las señales de frecuencia media (MF, Middle Frequency) se propagan en la troposfera. Estas frecuencias son absorbidas por la ionosfera. Por lo tanto, la distancia que puede cubrir esta limitada por el ángulo necesario para reflejar la señal en la troposfera sin entrar en la ionosfera.
HF:
Las señales de frecuencia alta (HF, High Frequency) usan propagación ionosférica. Estas señales se desplazan dentro de la ionosfera, donde la diferencia de densidad las refleja de nuevo hacia la tierra. Los usos de señales HF incluyen los radioaficionados (ham radio), la radio de bandas de ciudadanos (CB), las emisiones internacionales, comunicaciones militares.
VHF.
La mayoría de las ondas de frecuencia muy alta (VHF, Very High Frequency) usa propagación de visión directa. Los usos para el VHF incluyen la televisión VHF, la radio FM, la radio AM, de los aviones y la ayuda de la navegación.
UHF:
Las ondas de frecuencia ultra altas (UHF, Ultra High Frequency) siempre se san en propagación de visión directa. Los usos para el UHF incluyen la televisión UHF, los teléfonos móviles, la radio celular, los buscadores y los enlaces de microondas.
SHF:
Las ondas de frecuencia superalta (SHF, Super High Frequency) se transmite usando principalmente propagación por visión directa y algo de propagación espacial. Los usos del SHF incluyen las microondas terrestres y satélites y la comunicación radar.
Comunicación vía satélite
Las transmisiones vía satélite se parecen mucho a las transmisiones con microondas por visión directa en la que las estacione son satélites que están orbitando en la tierra. El principio es el mismo que con las microondas terrestres, excepto que hay un satélite actuando como una antena súper alta y con repetidor. Aunque las señales se transmiten vía satélite siguen teniendo que viajar en línea recta, las litigaciones impuestas sobre la distancia por la curvatura de la tierra son muy reducidas.
Las microondas vía satélite pueden proporcionar capacidad de transmisión a y desde cualquier localización en la tierra, sin importar lo remota que sean. Esta ventaja hace que las comunicaciones de alta calidad estén disponibles en lugares no desarrollados del mundo sin necesidad de hacer grandes inversiones en infraestructura de tierra.
Satélites geosincrónicos
La propagación por línea de vista necesita que las antenas emisoras y receptoras estén fijas/estáticas con respecto a la localización de las demás en todo momento (una antena debe poder ver a la otra). Por esta razón, un satélite que se mueve más deprisa o más despacio que la rotación es útil únicamente para periodos cortos.
Un único satélite geosincrónico no puede cubrir toda la tierra. Un satélite en obrita contacto por línea de vista con un gran numero de estaciones, pero la curvatura de la tierra sigue haciendo que gran parte del planeta no se pueda ver. Por ello, es necesario tener un mínimo de 3 satélites equidistantes entre si en orbita geosincrónica para proporcionar una transmisión global completa.
Telefonía celular
La telefonía celular se diseño para proporcionar conexiones de comunicaciones estables entre dos dispositivos móviles entre una unidad móvil y una unidad estacionaria (tierra). Un proveedor de servicios debe ser capaz de localizar y seguir al que llama, asignando un canal a la llamada y transfiriendo la señal de un canal a otro a medida que el dispositivo se mueve fuera del rango de un canal y dentro del rango del otro.
Para que este seguimiento sea posible, cada área de servicio celular se divide en regiones pequeñas denominadas células. Cada célula contiene una antena y está controlada por una pequeña central, denominada central de célula. A su vez, cada central de célula esta controlada por una centra de conmutación denominada central de conmutación de telefonía móvil. La MTSO coordina las comunicaciones entre todas las centrales y la central telefónica.
Bandas celulares
La transmisión celular tradicional es analógica. Para minimizar el ruido, se usa modulación en frecuenta (FM) entre los teléfonos móviles y la central de célula. La FCC asigna dos bandas para uso celular.
Bandas celulares
416 canales
849 MHz
416 canales
824 MHz
869 MHz
894 MHz
Microondas,
En un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecer enlaces punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que interconectan la antena con la Terminal del usuario.
Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud.
Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3´5 Ghz y 26 Ghz.
Microondas terrestres:
Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.
Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz.
La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias.
Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales.
Microondas por satélite:
El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario.
Se suele utilizar este sistema para:
· Difusión de televisión.
· Transmisión telefónica a larga distancia.
· Redes privadas.
El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.
Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.
Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:
· Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.
· Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
· En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".
CONCLUSIÓN
Los medios de comunicación utilizan alambres, cable coaxial, o incluso aire. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas, así que saber seleccionarlas para cubrir las necesidades específicas de operación.
Los medios de transmisión constituyen el soporte que permite la transmisión de información entre dos sistemas. Las transmisiones se realizan mediante ondas electromagnéticas.
Sabemos que la selección adecuada del mejor servicio y medio de transmisión para cubrir nuestras necesidades es de vital importancia para operar óptimamente.
Los medios de transmisión inalámbricos han abierto un nuevo panorama y perspectivas de comunicación que permiten el intercambio de información en casi cualquier lugar.
Por otro lado, el desarrollo de fibras ópticas ha tenido un avance significativo, incrementando su capacidad a niveles muy altos.
Los medios no guiados o sin cables han tenido gran acogida al ser un buen medio de cubrir grandes distancias y hacia cualquier dirección, su mayor logro se dio desde la conquista espacial a través de los satélites y su tecnología no para de cambiar. De manera general podemos definir las siguientes características de este tipo de medios: a transmisión y recepción por medio de antenas, las cuales deben estar alineadas cuando la transmisión es direccional, o si es omnidireccional la señal se propaga en todas las direcciones.
Métodos de propagación:
Propagación en superficie:
En la propagación en superficie, las ondas de radio viajan a través de la porción mas baja de la atmósfera, abrazando a la tierra. A las frecuencias mas bajas, las señales emanan en todas las direcciones desde la antena de transmisión y sigue la curvatura del planeta. La distancia depende de la cantidad de potencia en la señal: cuanto mayor es la potencia, mayor es la distancia. La propagación en superficie también puede tener viajar en el agua de mar.
Propagación troposférica:
La propagación troposférica puede actuar de dos formas. También se puede dirigir la señal en línea recta de antena a antena (visión directa) o se puede cambiar con un cierto ángulo hasta los niveles superiores de la troposfera donde se reflejan hacia la superficie de la tierra. El primer método necesita que la situación del receptor y el transmisor esté dentro de distancias de visión, limitadas por la curvatura de la tierra en relación a la altura de las antenas. El segundo método permite cubrir distancias mayores.
Propagación ionosférica:
En la propagación ionosférica, las ondas de radio de más alta frecuencia se radian hacia la ionosfera donde se reflejan de nuevo hacia la tierra. La densidad cubre la troposfera y la ionosfera hace que cada onda de radio se acelere y cambie de dirección, curvándose de nuevo hacia la tierra. Este tipo de transmisión permite cubrir grandes distancias con menor potencia de salida.
Propagación por visión directa:
En la propagación por visión directa, se transmite señales de muy alta frecuencia directamente de antena a antena siguiendo una línea recta. Las antenas deben ser direccionales, estando enfrentadas entre si, y o bien están suficientemente cercas o suficientemente juntas para no verse afectadas por la curvatura de la tierra.
Propagación por el espacio:
La propagación por el espacio utiliza como retransmisor satélites en lugar de la refracción atmosférica. Una señal radiada es recibida por un satélite posado en orbita, que la reenvía de vuelta a la tierra para el receptor adecuado. La transmisión vía satélite es básicamente una transmisión de visión directa con un intermediario (el satélite).
Propagación de señales especificas:
Campo de propagación que se usa en la radio-transmisión depende de la frecuencia (velocidad) de la señal. Cada frecuencia es adecuada para una capa específica de la atmósfera y es suficiente si se transmite y se envía con tecnología adaptada a la capa.
VLF:
Las ondas de frecuencia muy baja (VLF, Very Low Frequency) se propagan por ondas de superficie, habitualmente a través del aire, pero algunas veces a través del agua de mar.
Radionavegación de largo alcance
3 KHz
30 KHz
LF:
Las ondas de baja frecuencia (LF, Low Frequency) se propagan también como ondas de superficie, las ondas LF se usan para radio-navegación de largo alcance y para las radios balizas o localizadores de navegación.
Radionavegación de largo alcance
30 KHz
300 KHz
MF:
Las señales de frecuencia media (MF, Middle Frequency) se propagan en la troposfera. Estas frecuencias son absorbidas por la ionosfera. Por lo tanto, la distancia que puede cubrir esta limitada por el ángulo necesario para reflejar la señal en la troposfera sin entrar en la ionosfera.
HF:
Las señales de frecuencia alta (HF, High Frequency) usan propagación ionosférica. Estas señales se desplazan dentro de la ionosfera, donde la diferencia de densidad las refleja de nuevo hacia la tierra. Los usos de señales HF incluyen los radioaficionados (ham radio), la radio de bandas de ciudadanos (CB), las emisiones internacionales, comunicaciones militares.
VHF.
La mayoría de las ondas de frecuencia muy alta (VHF, Very High Frequency) usa propagación de visión directa. Los usos para el VHF incluyen la televisión VHF, la radio FM, la radio AM, de los aviones y la ayuda de la navegación.
UHF:
Las ondas de frecuencia ultra altas (UHF, Ultra High Frequency) siempre se san en propagación de visión directa. Los usos para el UHF incluyen la televisión UHF, los teléfonos móviles, la radio celular, los buscadores y los enlaces de microondas.
SHF:
Las ondas de frecuencia superalta (SHF, Super High Frequency) se transmite usando principalmente propagación por visión directa y algo de propagación espacial. Los usos del SHF incluyen las microondas terrestres y satélites y la comunicación radar.
Comunicación vía satélite
Las transmisiones vía satélite se parecen mucho a las transmisiones con microondas por visión directa en la que las estacione son satélites que están orbitando en la tierra. El principio es el mismo que con las microondas terrestres, excepto que hay un satélite actuando como una antena súper alta y con repetidor. Aunque las señales se transmiten vía satélite siguen teniendo que viajar en línea recta, las litigaciones impuestas sobre la distancia por la curvatura de la tierra son muy reducidas.
Las microondas vía satélite pueden proporcionar capacidad de transmisión a y desde cualquier localización en la tierra, sin importar lo remota que sean. Esta ventaja hace que las comunicaciones de alta calidad estén disponibles en lugares no desarrollados del mundo sin necesidad de hacer grandes inversiones en infraestructura de tierra.
Satélites geosincrónicos
La propagación por línea de vista necesita que las antenas emisoras y receptoras estén fijas/estáticas con respecto a la localización de las demás en todo momento (una antena debe poder ver a la otra). Por esta razón, un satélite que se mueve más deprisa o más despacio que la rotación es útil únicamente para periodos cortos.
Un único satélite geosincrónico no puede cubrir toda la tierra. Un satélite en obrita contacto por línea de vista con un gran numero de estaciones, pero la curvatura de la tierra sigue haciendo que gran parte del planeta no se pueda ver. Por ello, es necesario tener un mínimo de 3 satélites equidistantes entre si en orbita geosincrónica para proporcionar una transmisión global completa.
Telefonía celular
La telefonía celular se diseño para proporcionar conexiones de comunicaciones estables entre dos dispositivos móviles entre una unidad móvil y una unidad estacionaria (tierra). Un proveedor de servicios debe ser capaz de localizar y seguir al que llama, asignando un canal a la llamada y transfiriendo la señal de un canal a otro a medida que el dispositivo se mueve fuera del rango de un canal y dentro del rango del otro.
Para que este seguimiento sea posible, cada área de servicio celular se divide en regiones pequeñas denominadas células. Cada célula contiene una antena y está controlada por una pequeña central, denominada central de célula. A su vez, cada central de célula esta controlada por una centra de conmutación denominada central de conmutación de telefonía móvil. La MTSO coordina las comunicaciones entre todas las centrales y la central telefónica.
Bandas celulares
La transmisión celular tradicional es analógica. Para minimizar el ruido, se usa modulación en frecuenta (FM) entre los teléfonos móviles y la central de célula. La FCC asigna dos bandas para uso celular.
Bandas celulares
416 canales
849 MHz
416 canales
824 MHz
869 MHz
894 MHz
Microondas,
En un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecer enlaces punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que interconectan la antena con la Terminal del usuario.
Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud.
Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3´5 Ghz y 26 Ghz.
Microondas terrestres:
Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.
Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz.
La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias.
Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales.
Microondas por satélite:
El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario.
Se suele utilizar este sistema para:
· Difusión de televisión.
· Transmisión telefónica a larga distancia.
· Redes privadas.
El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.
Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.
Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:
· Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.
· Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
· En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".
CONCLUSIÓN
Los medios de comunicación utilizan alambres, cable coaxial, o incluso aire. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas, así que saber seleccionarlas para cubrir las necesidades específicas de operación.
Los medios de transmisión constituyen el soporte que permite la transmisión de información entre dos sistemas. Las transmisiones se realizan mediante ondas electromagnéticas.
Sabemos que la selección adecuada del mejor servicio y medio de transmisión para cubrir nuestras necesidades es de vital importancia para operar óptimamente.
Los medios de transmisión inalámbricos han abierto un nuevo panorama y perspectivas de comunicación que permiten el intercambio de información en casi cualquier lugar.
Por otro lado, el desarrollo de fibras ópticas ha tenido un avance significativo, incrementando su capacidad a niveles muy altos.
Fuentes consultadas:
· Behrouz A. FORUZAN (2002).Transmisión de datos y redes de comunicaciones. McGraw-Hill. España. pp. 181-211.
· S.Tanenbaum, Andreu. (2003).Redes de computadoras. Pearson Education.mexico.pp.99-93.
· Moya Huidoro, José M (2004).Manual de Telecomunicaciones.AlfaOmega.Mexico.PP51-61
· Raya Cabrera, José Luis (1997).Redes Locales y TCP/IP. Computec. México. pp. 21-28
· Behrouz A. FORUZAN (2002).Transmisión de datos y redes de comunicaciones. McGraw-Hill. España. pp. 181-211.
· S.Tanenbaum, Andreu. (2003).Redes de computadoras. Pearson Education.mexico.pp.99-93.
· Moya Huidoro, José M (2004).Manual de Telecomunicaciones.AlfaOmega.Mexico.PP51-61
· Raya Cabrera, José Luis (1997).Redes Locales y TCP/IP. Computec. México. pp. 21-28
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