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Posteado: 23-10-2008 por admin | Categorías asociadas: General

MEDIOS DE TRANSMISION

MEDIOS GUIADOS

Pares trenzados.
• Descripción Física.
Se trata de dos hilos conductores de cobre envueltos cada uno de ellos en un aislante y trenzado el uno alrededor del otro para evitar que se separen físicamente, y sobre todo, para conseguir una impedancia característica bien definida. Al trenzar los cables, se incrementa la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas (interferencias y diafonía), dado que el acoplamiento entre ambos cables es mayor, de forma que las interferencias afectan a ambos cables de forma más parecida. Al cruzar los pares de hilos se consigue reducir el crosstalk existente entre ellos, así como el campo creado alrededor de los mismos, dado que la corriente inducida sobre cada uno de los cables se ve prácticamente cancelada por la corriente que circula por el otro hilo (de retorno) del par.

• Tipos de Trenzado.
o Existen dos tipos de par trenzado:

 UTP: Unshielded Twisted Pair (Par trenzado sin apantallar). Muy sensible a interferencias, tanto exteriores como procedentes de pares adyacentes. Es muy flexible y se suele utilizar habitualmente en telefonía. Su impedancia característica es de 100 ohmios. La norma EIA/TIA 568 los divide en varias categorías, destacando:

 Categoría 3: velocidad de transmisión de 16 MHz a 100 m de distancia máxima.
 Categoría 5: velocidad de transmisión de 100 MHz a 100m de distancia máxima.

 STP: Shielded Twisted Pair (Par trenzado apantallado).Cada par individual va envuelto por una malla metálica, y a su vez el conjunto del cable se recubre por otra malla, haciendo de jaula de Faraday, lo que provoca que haya mucha menos diafonía, interferencias y atenuación. Se trata de cables más rígidos y caros que el UTP. El STP que estandariza EIA/TIA 568 es un cable de impedancia característica de 50 ohmios y que actúa a una frecuencia de 300 MHz. Los conectores que se usan suelen ser RJ45 metálico y hermafrodita.

Cable coaxial. Las señales eléctricas de alta frecuencia circulan por la superficie exterior de los conductores, por lo que los pares trenzados y los cables de pares resultan ineficientes. El efecto de las corrientes de superficie se traduce en que la atenuación se incrementa con la raíz cuadrada de la frecuencia.

Descripción Física.
Consiste en dos conductores cilíndricos concéntricos, entre los cuales se coloca generalmente algún tipo de material dieléctrico (polietileno, PVC). Lleva una cubierta protectora que lo aísla eléctricamente y de la humedad. Los dos conductores del coaxial se mantienen concéntricos mediante unos pequeños discos. La funcionalidad del conductor externo es hacer de pantalla para que el coaxial sea muy poco sensible a interferencias y a la diafonía.
Los cables coaxiales se utilizan para transmisión de datos a alta velocidad a distancias de varios kilómetros, es decir, se cubren grandes distancias , con mayores velocidades de transmisión y ancho de banda, así como la conexión de un mayor número de terminales. Características generales:
o La respuesta en frecuencia es superior a la del par trenzado. Hasta 400 MHz.
o Tiene como limitaciones:
 - Ruido térmico.
 - Intermodulación.
o Necesita amplificadores más frecuentemente que el par trenzado.

Fibra óptica.• Descripción Física.
Es una fibra flexible, extremadamente fina, capaz de conducir energía óptica (luz). Para su construcción se pueden usar diversos tipos de cristal; las de mayor calidad son de sílice, con una disposición de capas concéntricas, donde se pueden distinguir tres partes básicas: núcleo, cubierta y revestimiento. El diámetro de la cubierta suele ser de centenas de µm (valor típico: 125 µm), el núcleo suele medir entre 2 y10 µm, mientras que el revestimiento es algo mayor: decenas de mm. Para darle mayor protección a la fibra se emplean fibras de kevlar.
La transmisión por fibra óptica se basa en la diferencia de índice de refracción entre el núcleo y la cubierta que tiene un índice de refracción menor. El núcleo

transmite la luz y el cambio que experimenta el índice de refracción en la superficie de separación provoca la reflexión total de la luz, de forma que sólo abandona la fibra una mínima parte de la luz transmitida. En función de cómo sea el cambio del valor del índice de refracción las fibras se dividen en:
o Fibras ópticas de índice a escala (stepped-index): donde el cambio es muy abrupto.
o Fibras ópticas de modo gradual (graded-index o gradex): que experimentan un cambio gradual parabólico.
• Tipos.
Se distinguen tres tipos de transmisión: monomodo, multimodo de índice gradual y multimodo de salto de índice.
En la propagación monomodo la luz recorre una única trayectoria en el interior del núcleo, proporcionando un gran ancho de banda. Para minimizar el número de reflexiones en la superficie entre el núcleo y el recubrimiento, el núcleo debe ser lo más estrecho posible. Esto hace que su fabricación sea muy complicada, por lo que surgieron las fibras multimodo, cuyo diámetro es mucho mayor. También es mayor el número de trayectorias de la luz resultantes de las distintas reflexiones
Hay tres tipos de fibras ópticas:
o Fibras multimodo de índice de escala: el diámetro del núcleo está entre los 50 los 60mm, pero puede llegar a los 200mm. Mientras que el diámetro del recubrimiento suele acercarse al tamaño estándar de los 125mm. la dispersión es elevada. Sus aplicaciones se limitan a la transmisión de datos a baja velocidad o cables industriales de control.
o Fibras monomodo de índice de escala: diámetro de entre 1 y 10 mm, recubrimiento de 125mm de diámetro. La dispersión es baja y se consiguen anchos de banda de varios GHz/Km.
o Fibras multimodo de índice gradual: el diámetro del núcleo está entre los 50 y lo 60mm, y el del recubrimiento en 125mm. Aunque existen muchos modos de propagación, la velocidad es mayor que en las fibras multimodo de índice en escala, lo que reduce su dispersión.

Medios NO Guiados.
La radiocomunicación puede definirse como Telecomunicación realizada por medio de las ondas eléctricas. La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), define las ondas radioeléctricas como las ondas electromagnéticas que se propagan por el espacio sin guía artificial y cuyo límite superior de frecuencia se fija, convencionalmente, en 3.000GHz.
La radiocomunicación que hace uso de elementos situados en el espacio, se denomina radiocomunicación espacial. Toda radiocomunicación distinta de la espacial y de la radioastronomía, se llama radiocomunicación terrenal.
La técnica de la radiocomunicación consiste en la superposición de la información que se desea transmitir en una onda electromagnética soporte, llamada portadora. La inserción de esa información constituye el proceso denominado modulación
Existen dos tipos fundamentales de transmisión inalámbrica:
• Omnidireccionales: La antena transmisora emite en todas las direcciones espaciales y la receptora recibe igualmente en toda dirección.
• Direccionales: La energía emitida se concentra en un haz, para lo cual se requiere que la antena receptora y transmisora estén alineadas. Cuanto mayor sea la frecuencia de transmisión, es más factible confinar la energía en una dirección.
• dirección.

El espectro de frecuencias está dividido en bandas de la siguiente manera:

Símbolo Nombre Frecuencia
VLF Very Low Frecuency 3-30KHz
LF Low Frecuency 30-300KHz
MF Mid Frecuency 300-3000KHz
HF High Frecuency 3-30MHz
VHF Very High Frecuency 30-300MHz
UHF Ultra High Frecuency 300-3000MHz
SHF Super High Frecuency 3-30GHz
EHF Extra High Frecuency 30-300GHz
300-3000GHz

Básicamente se emplean tres tipos de ondas del espectro electromagnético para comunicaciones:
• Microondas: 2 GHz - 40 GHz. Muy direccionales. Pueden ser terrestres o por satélite.
• Ondas radio: 30 MHz - 1 GHz. Omnidireccionales.
• Infrarrojos: 3•1011 - 200THz.
Microondas terrestres.
La antena típica de este tipo de microondas es parabólica y tiene unos tres metros de diámetro; el haz es muy estrecho por lo que las antenas receptoras y emisora deben estar muy bien alineadas. A cuanta mayor altura se sitúen la antena mayor la facilidad para esquivar obstáculos. La distancia que cubre un único radioenlace de microondas viene dada por la expresión:

d = 7.14 • (k•h)½.
h = altura de la antena (m)
k = 1 si no consideramos los efectos de la gravedad. Generalmente se toma k = 3/4.
Para cubrir distancias mayores se usan radioenlaces concatenados. Aplicaciones:
o La transmisión a larga distancia, ya que requiere menos repetidores que el cable coaxil, aunque por contra necesita que las antenas están alineadas. El uso de microondas es frecuente en aplicaciones de TV y voz.
o En enlaces punto-a-punto sobre distancias cortas, como circuitos cerrados de televisión, interconexión de redes locales y transmisión entre edificios.
Las microondas cubren una parte importante del espectro, de los 2 a los 40 GHz; el ancho de banda potencial y la velocidad de transmisión aumentan con la frecuencia, por lo que sus prestaciones son muy buenas y tienen múltiples aplicaciones como la transmisión de vídeo y de voz.

Banda (GHz) Ancho de Banda (MHz) Régimen de transmisión (Mbps)
2 7 12
6 30 90
11 40 90
18 220 274

El problema fundamental de este tipo de comunicación es la atenuación, que dependerá de la longitud de onda que estemos utilizando, así como de las condiciones meteorológicas: por ejemplo a partir de los 10 MHz aumenta mucho la atenuación a causa de la lluvia. La expresión general de la atenuación con la distancia es:
L(dB) = 10 log ( 4d/)2
Además se dan problemas de interferencia entre unas y otras emisiones, por lo que es necesario regular las bandas

4-6 (GHz) Transmisión a larga distancia
12 GHz Directos
22 GHz Televisión por cable
Microondas por satélite.
El satélite se comporta como una estación repetidora que recoge la señal de algún transmisor en tierra y la retransmite difundiéndola entre una o varias estaciones terrestres receptoras, pudiéndo regenerar dicha señal o limitarse a repetirla. Las frecuencias ascendente y descendente son distintas: fasc < fdesc. Para evitar interferencias entre satélites está normalizada una separación entre ellos de un mínimo de 3º (en la banda de la 12/14Ghz) o 4º (4/6GHz).
Ascendente (GHz) Descendente (GHz) Ancho de banda (MHz)
4 6 500
12 14 500
19 29 2.500

El rango de frecuencias óptimo para la transmisión comprende 1-10 GHz.
Por debajo de 1 GHz aparecen problemas debidos al ruido solar, galáctico y atmosférico.
Por encima de 10 GHz, predominan la absorción atmosférica así como la atenuación debida a la lluvia. Cada satélite opera en una banda de frecuencia determinada conocida como Transpondedor.
Entre las aplicaciones figuran tanto enlaces punto-punto entre estaciones terrestres distantes como la difusión:
o Difusión de TV: el carácter multidestino de los satélites los hace especialmente adecuados para la difusión, en particular de TV, aplicación para la que están siendo ampliamente utlizados.

o Telefonía: los satélites proporcionan enlaces punto-a-punto entre centrales telefónicas en las redes públicas de telefonía. Es el medio óptimo para enlaces internacionales con un alto grado de utilización, y tecnológica y económicamente es competitivo con otros tipos de enlaces internacionales.
o Redes privadas: la capacidad del canal de comunicaciones es dividido en diferentes canales de menor capacidad que se alquilan a empresas privadas que establecen su propia red sin necesidad de poner un satélite en órbita.

Ondas de Radio.
Se caracterizan por ser omnidireccionales, por lo que no necesitaremos antenas parabólicas. Utilizarán la banda comprendida entre 30 MHz - 1GHz, para transmitir señales FM, TV (UHF, VHF), datos…
Este rango de frecuencias es el más adecuado para transmisiones simultáneas (difusión,…). Las perturbaciones que sufriremos en este tipo de comunicaciones son provocadas por las reflexiones que se producen tanto en la tierra como en el mar, debidas a interferencias multitrayecto.
La distancia cubierta por el enlace vendrá dada por:
o d = 7.14 • (k•h)½.
h = altura de la antena (m)
k = 1 si no consideramos los efectos de la gravedad. Generalmente se toma k = 3/4.
Para cubrir distancias mayores se usan más radioenlaces concatenados.
De igual forma la atenuación:
o L(dB) = 10 log ( 4d/)2
Infrarrojos.
Características fundamentales:
o Reflexión directa.
o Utilización de transductores que modulan la luz infrarroja no coherente. Deberán estar alineados o tener una reflexión directa.
o No pueden atravesar obstáculos.
o Rapidez en la instalación, ya que no es necesario tener ningún permiso.
o Imposibilidad de establecer enlaces en medios abiertos debido al cambio de las condiciones climatológicas, que pueden actuar a modo de obstáculos.


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