Telecom frecuencias

Telecomunicaciones Telecomunicaciones

(I) Historia y Conceptos Básicos(II) Aplicaciones Prácticas

Telecomunicaciones (I)Telecomunicaciones (I)

DefiniciónDefinición Historia de las TelecomunicacionesHistoria de las Telecomunicaciones El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético La Opacidad de la AtmósferaLa Opacidad de la Atmósfera La Región de Ondas de RadioLa Región de Ondas de Radio Asignación del Espectro Electromagnético Asignación del Espectro Electromagnético

a Usuarios a Usuarios Uso RadioastronómicoUso Radioastronómico ConclusionesConclusiones


Definición:Definición:La telecomunicación (del prefijo griego tele, La telecomunicación (del prefijo griego tele, "Distancia" o "Lejos","comunicación a "Distancia" o "Lejos","comunicación a distancia") es una técnica consistente en distancia") es una técnica consistente en transmitir un mensaje desde un punto a transmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente con el atributo típico otro, normalmente con el atributo típico adicional de ser bidireccional. El término adicional de ser bidireccional. El término telecomunicación cubre todas las formas de telecomunicación cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía, transmisión telegrafía, televisión, telefonía, transmisión de datos e interconexión de computadoras.de datos e interconexión de computadoras.


Otra definición:Otra definición:La telecomunicación es toda La telecomunicación es toda transmisión, emisión o recepción transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o imágenes, sonidos o informaciones de cualquier informaciones de cualquier naturaleza por hilo, naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios ópticos radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas u otros sistemas electromagnéticoselectromagnéticos..


Ejemplos de telecomunicaciones:Ejemplos de telecomunicaciones:El teléfono común o bien el celular, las El teléfono común o bien el celular, las estaciones de radio y televisión, el internet, estaciones de radio y televisión, el internet, el correo electrónico, la radioastronomía…el correo electrónico, la radioastronomía…Ejemplos de cosas que NO son Ejemplos de cosas que NO son telecomunicaciones:telecomunicaciones:le grito a mi vecino desde mi casa, el le grito a mi vecino desde mi casa, el repartidor de pizzas me trae una a la casa, repartidor de pizzas me trae una a la casa, las palomas mensajeras…las palomas mensajeras…

¿“Alámbrico” o “Inalámbrico”?¿“Alámbrico” o “Inalámbrico”? Esta transmisión de ondas Esta transmisión de ondas

electromagnéticas puede ocurrir por un electromagnéticas puede ocurrir por un medio como alambre, cable coaxial, fibra medio como alambre, cable coaxial, fibra óptica, etc. (transmisión “alámbrica”) o óptica, etc. (transmisión “alámbrica”) o bien a través del espacio (transmisión bien a través del espacio (transmisión “inalámbrica”).“inalámbrica”).

Uno espera que haya más problemas Uno espera que haya más problemas legales en la transmisión “inalámbrica”, legales en la transmisión “inalámbrica”, puesto que el espacio, en principio, puesto que el espacio, en principio, pertenece a todos. pertenece a todos.

Lo “Alámbrico” fué primeroLo “Alámbrico” fué primeroSamuel Morse (1791-1872) patenta en 1849 el telégrafo.

Lo “Alámbrico” fué primeroLo “Alámbrico” fué primero

Alexander Graham-Bell (1847-1922) patenta en 1876 la invención del teléfono.En 1877 crea la Bell Telephone Company para comercializar su invento.

Para lograr una comunicación Para lograr una comunicación inalámbrica hacía falta entender inalámbrica hacía falta entender mejor la ciencia de las ondas mejor la ciencia de las ondas electromagnéticas…electromagnéticas…

Electricidad y MagnetismoElectricidad y Magnetismo

Electricidad: producida por electrones en reposo

Magnetismo: producido por electrones en movimiento

El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético Maxwell (1831-Maxwell (1831-

1879) unifica las 1879) unifica las fuerzas eléctrica fuerzas eléctrica y magnética => y magnética => el campo el campo electromagnéticoelectromagnético..

Producción de Ondas de RadioProducción de Ondas de Radio Hertz (1857-1894) Hertz (1857-1894)

produce ondas de produce ondas de radio y comprueba radio y comprueba que, como la luz, es que, como la luz, es una onda una onda electromagnética.electromagnética.

¿Sería esto de alguna utilidad?¿Sería esto de alguna utilidad? En 1888 en Berlín, Hertz transmitió y detectó por En 1888 en Berlín, Hertz transmitió y detectó por

primera vez ondas de radio.primera vez ondas de radio.Demostró que:Demostró que: 1) Las ondas de radio se mueven a la velocidad de la luz, 1) Las ondas de radio se mueven a la velocidad de la luz,

y y 2) Era posible lograr que los campos eléctricos y 2) Era posible lograr que los campos eléctricos y

magnéticos se desprendieran de los alambres y magnéticos se desprendieran de los alambres y viajaran libremente por el espacio.viajaran libremente por el espacio.

Uno de sus estudiantes le preguntó sobre el uso Uno de sus estudiantes le preguntó sobre el uso práctico de su descubrimiento. Hertz contestó: “No práctico de su descubrimiento. Hertz contestó: “No sirve para nada. Es sólo un experimento que prueba que sirve para nada. Es sólo un experimento que prueba que Maxwell, el maestro, estaba en lo correcto. Maxwell, el maestro, estaba en lo correcto. Simplemente tenemos estas misteriosas ondas Simplemente tenemos estas misteriosas ondas electromagnéticas que no podemos ver con el ojo. Pero electromagnéticas que no podemos ver con el ojo. Pero ahí están.“ahí están.“

Esta estampilla conmemora como las predicciones de Maxwell fueron comprobadas por Hertz.

El Uso PrácticoEl Uso Práctico Marconi (1874-Marconi (1874-

1937) transmite 1937) transmite y detecta ondas y detecta ondas de radio a de radio a distancias (1.5 distancias (1.5 km y luego km y luego mucho más) que mucho más) que inician el uso inician el uso comercial de las comercial de las ondas de radio.ondas de radio.

¿Marconi o Tesla?¿Marconi o Tesla?

Modernamente, se Modernamente, se cree que fue el cree que fue el enigmático Tesla enigmático Tesla quien transmitió y quien transmitió y detectó ondas de detectó ondas de radio a grandes radio a grandes distancias primero. distancias primero. Pero Marconi fue Pero Marconi fue quien inició su quien inició su comercialización (creó comercialización (creó la Marconi Company).la Marconi Company).

Tesla fue el primero en patentar dispositivos transmisores y receptores de ondas de radio en 1900.Pero en 1904, por razones comerciales, la Oficina de Patentes de EUA revertió su decisión original y le confirió a Marconi una patente para la invención de la radio.

¿Marconi o Tesla?¿Marconi o Tesla? En 1943, la Suprema Corte de Justicia de los EUA, En 1943, la Suprema Corte de Justicia de los EUA,

revirtió la decisión de la Oficina de Patentes y revirtió la decisión de la Oficina de Patentes y decidió: “La reputación de decidió: “La reputación de Marconi como el Marconi como el primero en lograr exitosamente transmisiones de primero en lograr exitosamente transmisiones de radio se basa en su patente original (No. 11,913), radio se basa en su patente original (No. 11,913), y no cuestionamos esto acá. y no cuestionamos esto acá.

Esta reputación, sin embargo, no lo acredita para Esta reputación, sin embargo, no lo acredita para patentar cada mejora posterior en el campo de la patentar cada mejora posterior en el campo de la radio. Los casos de patente deben de decidirse no radio. Los casos de patente deben de decidirse no por la reputación de los litigantes, sino por el por la reputación de los litigantes, sino por el estudio cuidadoso de las respectivas estudio cuidadoso de las respectivas presentaciones y pruebas”. presentaciones y pruebas”.

En realidad, la situación estaba influenciada por En realidad, la situación estaba influenciada por la Segunda Guerra Mundial.la Segunda Guerra Mundial.

Nikola Tesla (1856-1943)Nikola Tesla (1856-1943)

El verdadero Tesla David Bowie como Tesla en la película “El Truco”

Anatomía de una ondaAnatomía de una onda

La Onda eléctrica

Anatomía de una ondaAnatomía de una onda

Frecuencia: número de “picos” que pasan por segundo (se da en Hertz)ondadeLongitud

luzladeVelocidadFrecuencia

La frecuencia define al transmisorLa frecuencia define al transmisorRadio AM (amplitud modulada) va de 520 kHz a 1,710 kHz Radio FM (frecuencia modulada) va de 87.5 a 108.0 MHz

Radio AM y Radio FMRadio AM y Radio FM Una comparación entre estas dos “bandas” nos Una comparación entre estas dos “bandas” nos

permite entender muchas cosas.permite entender muchas cosas.¿Porqué se oye mejor el FM que el AM?¿Porqué se oye mejor el FM que el AM?No sólo la técnica de modulación es superior, sino No sólo la técnica de modulación es superior, sino

que en FM hay más “ancho de banda” disponible, que en FM hay más “ancho de banda” disponible, 1.19 MHZ en AM versus 20.5 MHz en FM, o sea 1.19 MHZ en AM versus 20.5 MHz en FM, o sea FM tiene un ancho total aproximadamente 20 FM tiene un ancho total aproximadamente 20 veces mayor que el AM.veces mayor que el AM.

Esto permite darle sólo 10 kHz de ancho de Esto permite darle sólo 10 kHz de ancho de banda a las estaciones de AM, mientras que se le banda a las estaciones de AM, mientras que se le dan 200 kHz de ancho de banda a las estaciones dan 200 kHz de ancho de banda a las estaciones de FM. A MAYOR ANCHO DE BANDA MAS de FM. A MAYOR ANCHO DE BANDA MAS INFORMACION POR SEGUNDO.INFORMACION POR SEGUNDO.

Ancho de BandaAncho de Banda Uno de los conceptos más fundamentales de las Uno de los conceptos más fundamentales de las

telecomunicaciones.telecomunicaciones. A mayor ancho de banda, mayor cantidad de datos podemos A mayor ancho de banda, mayor cantidad de datos podemos

transmitir por segundo.transmitir por segundo.Entonces, ¿porqué se oye mejor el FM que el AM?Entonces, ¿porqué se oye mejor el FM que el AM?Porque las estaciones de AM, con sólo 10 kHz de ancho de Porque las estaciones de AM, con sólo 10 kHz de ancho de

banda, no pueden transmitir todas las componentes de banda, no pueden transmitir todas las componentes de frecuencia de la música y tienen que “cortar” las frecuencias frecuencia de la música y tienen que “cortar” las frecuencias más altas del rango de audición humana (que va de 15 Hz a más altas del rango de audición humana (que va de 15 Hz a 20 kHz) para que su señal “quepa” en los 10 kHz. En 20 kHz) para que su señal “quepa” en los 10 kHz. En contraste, las estaciones de FM no tienen que hacer este contraste, las estaciones de FM no tienen que hacer este sacrificio (la música se oye “mejor”). sacrificio (la música se oye “mejor”).

Obviamente, si queremos transmitir audio más video, Obviamente, si queremos transmitir audio más video, necesitamos un mayor ancho de banda y por esto las necesitamos un mayor ancho de banda y por esto las estaciones de TV tienen asignado 6,000 kHz, 30 veces lo que estaciones de TV tienen asignado 6,000 kHz, 30 veces lo que una estación de FM y 600 veces lo que una estación de AM.una estación de FM y 600 veces lo que una estación de AM.

Más sobre Radio AM y Radio FMMás sobre Radio AM y Radio FM

Las ondas electromagnéticas de radio AM rebotan en la ionósfera y en la superficie terrestre, llegando muy lejos. En contrasten el radio FM escapa al espacio y sólo se le capta de estaciones locales. En consecuencia, podemos asignarle la misma frecuencia a dos estaciones FM en distintas ciudades porque no se van a interferir.

El Inventor de la Radio FMEl Inventor de la Radio FM Edwin Howard Edwin Howard

Armstrong (1890 – Armstrong (1890 – 1954).1954).

Inventor de varias cosas Inventor de varias cosas relevantes (por ejemplo, relevantes (por ejemplo, el circuito regenerativo).el circuito regenerativo).

Desesperado por sus Desesperado por sus batallas legales sobre batallas legales sobre patentes con la RCA, se patentes con la RCA, se suicidó en 1954, suicidó en 1954, arrojándose del piso 13 arrojándose del piso 13 del edificio donde estaba del edificio donde estaba su departamento.su departamento.

Los Armstrong en épocas más felicesLos Armstrong en épocas más felices

Edwin y Marion Armstrong con el primer radio “portátil” en 1923, el regalo de bodas de él a ella.

Los Armstrong en épocas más felicesLos Armstrong en épocas más felices

En 1967 la En 1967 la Suprema Corte Suprema Corte de Justicia de de Justicia de EUA le da la EUA le da la razón a su razón a su viuda, quien viuda, quien queda queda millonaria. millonaria.

Edwin y Marion Armstrong con el primer radio “portátil” en 1923, el regalo de bodas de él a ella.

En México…En México…

Guillermo González Camarena (1917-1965) patenta en EUA un sistema de televisión a color.

El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético

Pero, el espectro electromagnético es mucho más que la región de radio: ¿porqué preferir la región de radio?

Rayos Rayos X UV Visible Infrarrojo Radio

El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético

Conforme nos movemos a las altas frecuencias, hay más ancho de banda disponible…

Pero…Pero… Las ondas de radio son fáciles y baratas de Las ondas de radio son fáciles y baratas de

transmitir y recibir.transmitir y recibir. Las ondas de frecuencia más altas (por ejemplo, Las ondas de frecuencia más altas (por ejemplo,

los rayos X) son peligrosas para la vida.los rayos X) son peligrosas para la vida. En realidad, en la actualidad ya se usan otras En realidad, en la actualidad ya se usan otras

bandas, como la luz en las fibras ópticas.bandas, como la luz en las fibras ópticas.

Los muchos usos de la ventana de radioLos muchos usos de la ventana de radio

La ventana de radio va de 3 MHz (3,000,000 Hertz) a 300 GHz (300,000,000,000 Hertz.



Algunas regiones del espectro están compartidas por dos o más usuarios.

Los radioastrónomos también son usuarios de las telecomunicaciones…

Trayecto señal:La misma tecnología

Infrarrojo

Ultravioleta

Rayos Rayos X UV Visible Infrarrojo Radio

¿Porqué estudiar ¿Porqué estudiar astronómicamente todo el espectro astronómicamente todo el espectro

electromagnético?electromagnético?

Porqué hay objetos que solo emiten Porqué hay objetos que solo emiten uno de los tipos de onda.uno de los tipos de onda.

Aún los que emiten luz y otro tipo de Aún los que emiten luz y otro tipo de onda, se pueden ver muy distintos, onda, se pueden ver muy distintos, por ejemplo, en ondas de radio…por ejemplo, en ondas de radio…

RADIO

VISIBLE

12123101 HzcmsergJy

Karl Jansky c. 1932 Trabajaba para la Companía de Teléfonos Bell

Grote Reber (1911-2002) W9GFZ

Primer uso de una parábola para captar ondas de radio

A principios de los 1960´s Arno Penzias y Robert Wilson son contratados por la Companía de Teléfonos Bell para estudiar las telecomunicaciones vía satélite.

Penzias y Wilson descubren accidentalmente la radiación cósmica de fondo, una energía fósil que llena el espacio y que proviene de cuando el Universo era muy joven. Este descubrimiento confirma la teoría de la Gran Explosión y reciben el Premio Nóbel de Física de 1978.

Formación del pulsar binario

¿No les basta con que les demos ¿No les basta con que les demos una sola frecuencia?una sola frecuencia?

No, hay No, hay distintos distintos procesos que procesos que emiten a emiten a frecuencias frecuencias específicas y específicas y que tienen que tienen que ser que ser observados a observados a dicha dicha frecuencia.frecuencia.

¿No les basta con que les demos ¿No les basta con que les demos una sola frecuencia?una sola frecuencia?

Las señales Las señales naturales que naturales que captamos son captamos son debilísimas (10debilísimas (10-12-12) ) en comparación en comparación con las con las producidas por los producidas por los seres humanos y seres humanos y su interferencia su interferencia nos puede nos puede arruinar una arruinar una observación. observación.

Radiotelescopio…Radiotelescopio…

El Gran El Gran Telescopio Telescopio Milimétrico, Milimétrico, propiedad propiedad del INAOE.del INAOE.

¿Quién decide la asignación de ¿Quién decide la asignación de frecuencias?frecuencias?

La Unión Internacional de La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en sus Telecomunicaciones (ITU) en sus Congresos Mundiales de Congresos Mundiales de Radiocomunicación (WRC), cada 3 o Radiocomunicación (WRC), cada 3 o 4 años.4 años.

México participa a través de la SCT y México participa a través de la SCT y lleva las preocupaciones de los lleva las preocupaciones de los radioastrónomos mexicanos.radioastrónomos mexicanos.

¿Y qué fue de la Companía de ¿Y qué fue de la Companía de Teléfonos Bell?Teléfonos Bell?

Fundada en 1877 por Graham Bell, el Fundada en 1877 por Graham Bell, el inventor del teléfono.inventor del teléfono.

En 1925 crean los Laboratorios Bell, en los En 1925 crean los Laboratorios Bell, en los que se realizarían las investigaciones de que se realizarían las investigaciones de Jansky (el padre de la radioastronomía) y Jansky (el padre de la radioastronomía) y de Penzias y Wilson (descubridores de la de Penzias y Wilson (descubridores de la radiación cósmica de fondo), así como de radiación cósmica de fondo), así como de un total de siete Premios Nóbel.un total de siete Premios Nóbel.

En su apogeo, empleaban a más de un En su apogeo, empleaban a más de un millón de personas.millón de personas.

Pero…Pero…

¿Y qué fue de la Compañía de ¿Y qué fue de la Compañía de Teléfonos Bell?Teléfonos Bell?

A través del tiempo, se habían A través del tiempo, se habían convertido en un claro monopolio convertido en un claro monopolio que controlaba la telefonía y las que controlaba la telefonía y las telecomunicaciones en EUA.telecomunicaciones en EUA.

En 1984 el Departamento de Justicia En 1984 el Departamento de Justicia de EUA desmiembra a la Compañía, de EUA desmiembra a la Compañía, partiéndola en 7 compañías partiéndola en 7 compañías pequeñas.pequeñas.

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