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Medios de TransmisiónDaniel Rojas U

Thursday, March 12, 15

Medios de Transmisión

• El propósito de la capa física es transmitir bits de un lugar a otro

• Existen diferentes medios físicos para realizar estas transmisiones

Particularidades de un medio de transmisión

• Ancho de banda

• Retardo

• Costo

• Facilidad de instalación y mantenimiento

Ancho de banda

• Para señales analógicas es la longitud (Hz) del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal.

• En transmisiones digitales, es la medida de datos y recursos de comunicación disponibles expresados en bits/segundos.

Medios de transmisión

• Guiados

• Par trenzado

• Coaxial

• Fibra Óptica

Medios de Transmisión

• No guiados

• Inalámbricos

• Satélites

• Láser

Medios magnéticos

• Una de las formas más comunes de transmitir datos es grabarlos en una cinta magnética o medio removible y transportarlo físicamente

Medios magnéticos

• Aunque no es muy sofisticado, permite transmitir grandes cantidades de datos de forma sencilla

Ejemplo de ancho de banda usando cintas magnéticas

• Una cinta magnética estándar puede contener 800 Gigabytes

• Una caja de 60 x 60 x 60 cm puede contener 1000 cintas (Capacidad total 6400 Tera bytes)

• Una caja puede ser llevada a cualquier lugar de USA en 24 horas

• El ancho de banda es 6400 Teras / 86 400 segundos = 70 Gbps

• Si los lugares estuvieran a 1 hora de distancia: 1700 Gbps

• Cada cinta cuesta aproximadamente $40

• Se puede reutilizar 10 veces

• Al final, un giga cuesta aproximademente medio centavo

• No subestimen los medios magnéticos

Par trenzado

• Consiste en un par de cables de cobre trenzados y aislados

• El trenzado causa que los campos electromagnéticos se cancelen

• Normalmente se utiliza con una diferencia de potencial en ambos cables (1 cable en 0 V y el otro en 5V)

Par trenzado

• Normalmente se utiliza con una diferencia de potencial en ambos cables (1 cable en 0 V y el otro en 5V)

• Las interferencias externas afectan por igual a los cables

Cable Coaxial

• Tiene mejor blindaje y mayor ancho de banda

• Puede usarse tanto para transmisiones analógicas como digitales

Cable Coaxial

• La atenuación tiene una relación directa con la distancia

• El ancho de banda depende de la calidad y la distancia del mismo

• Se utiliza en sistemas de CATV

Fibra Óptica

• El ancho de banda aproximado de una fibra óptica es de 50 000 Gbps

• Se ha llegado a un límite de 100 Gbps por limitaciones en la electrónica

• Se utilizan pulsos de luz para enviar la información

Fibra Óptica

• La ausencia o presencia de luz determina 1 o 0

• La luz viaja a través de la fibra por el principio de la refracción

• La clave de la fibra es el conjunto de dos materiales (aire y fibra óptica)

Empalmes Mecánicos

Empalmes por fusión

Transmisiones inalámbricas

• El mercado ha desarrollado una necesidad por conexiones inalámbricas (information junkies)

Leyes de Maxwell

• 4 ecuaciones

• Describen todos los fenómenos electromagnéticos

Relación entre longitud de onda y frecuencia

Espectro electromagnético

Transmisiones de Radio

• Las ondas de Radio Frecuencia son fáciles de generar

• Pueden viajar largas distancias

• Pueden penetrar los edificios fácilmente

• No requieren línea vista

Transmisiones de Radio

• Las Transmisiones de Radio son más propensas a interferencias

• Historia de Cadillacs

Potencia en transmisiones inalámbricas

Bandas de frecuencia

Transmisiones Microondas

• Por encima de 100 Mhz las ondas se transmiten en línea recta y son muy enfocadas

• Se usan antenas parabólicas

• Brindan una relación señal a ruido muy alta

• Las antenas deben de estar muy alineadas

• Las microondas viajan en línea recta

• Si las torres están muy separadas, la tierra se atraviesa

• Ejemplo: Amsterdam - Seattle

• Se utilizan repetidores

• Para antenas de 100 metros las repetidoras pueden estar cada 80 km

• Las altas frecuencias son fácilmente absorbidas por la lluvia

• Ejemplo de Microondas gigante

La Política del Espectro

• Para evitar el caos total, existen acuerdos nacionales e internacionales sobre cómo usar las frecuencias

• Todos los actores quieren mayor cantidad del espectro

• Los gobiernos brindan espectro para FM, AM, celular, aplicaciones gubernamentales...

La Política del Espectro

• La ITU-R trata de emitir políticas internacionales

• Los países pueden rechazar estas políticas

• En USA la organización nacional es la FCC

• En Costa Rica es la SUTEL

Mecanismos para asignar frecuencias

• Concurso de belleza

• Lotería

• Subasta

Mecanismos para asignar frecuencias

• Existe otra forma que es no regular las frecuencias pero regular la potencia

Bandas no licenciadas

• ISM: Industrial, Scientific, Medical

• U-NII: Unlicensed National Information Infrastucture

Bandas no licenciadas

Transmisiones Infrarojas

• Las comunicaciones infrarojas no guiadas se utilizan para comunicaciones de corta distancia

• Son direccionales, baratas y fáciles de construir

• Tienen una debilidad: No pasan a través de objetos sólidos

Transmisiones Infrarojas

• El hecho de que el infrarojo no pase a través de objetos sólidos, evita interferencias

• No se requiere licencia para operar estos sistemas

Satélites de comunicación

• En los 50s se intentó rebotar señales utilizando globos meteorológicos metalizados

• Las señales eran muy débiles para ser utilizadas

• Luego la US NAVY creó un sistema para comunicarse barco-costa

• Los satélites de comunicaciones amplifican las señales antes de enviarla

• Tienen una serie de transponders que escuchan en diferentes rangos de frecuencia y las amplifican, posteriormente las envían en otra frecuencia (para evitar interferencias)

• De acuerdo a la ley de Kepler entre más alto esté el satélite mayor tiempo dura orbitando

• Los que están cerca de la tierra duran aproximádamente 90 minutos

• A 35 000 km puede tardar 24 horas

• a 384 000 km puede durar 1 mes

Cinturones de Van Allen

Huella de un satélite

Satélites Geoestacionarios

• Son satélites que se mueven a la misma velocidad angular de la tierra

• Se mantienen inmóviles en un determinado punto

• Con un satélite geoestacionario se puede cubrir aproximadamente el 40% de la tierra

Bandas de frecuencia en satélites

Satélites de Órbita Media

• Desde la tierra parece que se mueven lentamente

• Tardan cerca de 6 horas en realizar su órbita

• Tienen una huella menor y se requiere menos potencia para transmitir

• GPS

Satélites de Órbita Baja

• Se necesitan muchos satélites

• Se mueven a altas velocidades

• Se requiere poca potencia

• El retardo es bajo

Satélites de Órbita Baja

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