Fundamentos de Telecomunicaciones

Unidad II: Medios de Transmisión y sus características

MRYSI: Ángel Salas Martinezasalas@tecmartinez.edu.mx

Medios de transmisión y características.2.1 Guiados:Par trenzado, coaxial y fibra óptica.2.2 No guiados:Radiofrecuencia, microondas, satélite e infrarrojo.2.3 Métodos para la detección y corrección deerrores:Verificación de redundancia vertical (VRC),verificación de redundancia longitudinal (LRC) yverificación de redundancia cíclica (CRC).2.4 Control de flujo:Tipos: asentimiento, ventanas deslizantes. Porhardware o software, de lazo abierto o cerrado.

Contenido

MEDIO DE TRANSMISIONConstituyen la vía por la cual son transmitidos los datos o información entre los nodos de una red.

Clasificación: Medios de Trasmisión Guiados. Medios de Transmisión No Guiados.

Medios de Transmisión

El propósito de la capa física es transportar un flujo de datos puro de una máquina a otra. Es posible utilizar varios medios físicos para la transmisión real. Cada uno tiene su propio nicho en términos de ancho de banda, retardo, costo y facilidad de instalación y mantenimiento.

2.1 Medios Guiados

Medios Guiados

Consiste en dos alambres de cobre aislados• Se trenzan para reducir interferencias• Es el medio de transmisión más usado• Se agrupan para formar cables mayores• Transmite tanto señal analógica como digital

– Analógica: AB=250 KHz ; Ampl. 5 ó 6 Km– Digital: V=100 Mbps ; Rep. 2 ó 3 Km

Par trenzado

Par trenzado (UTP y STP)

Configuracionesde Par trenzado

Conexión

Categoría 1: Este tipo de cable esta especialmente diseñado para redes telefónicas, es el típico cable empleado para teléfonos por las compañías telefónicas. Alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps.Categoría 2: De características idénticas al cable de categoría 1.Categoría 3: Es utilizado en redes de ordenadores de hasta 16 Mbps. de velocidad y con un ancho de banda de hasta 16 Mhz.Categoría 4: Esta definido para redes de ordenadores tipo anillo como Token Ring con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps.Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps. con un ancho de banda de hasta 100 Mhz. Este tipo de cable es de 8 hilos, es decir cuatro pares trenzados. La atenuación del cable de esta categoría viene dado por esta tabla referida a una distancia estándar de 100 metros:

Categorías de cable

Categoría 5e: Es una categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación y las interferencias. Esta categoría no tiene estandarizadas las normas aunque si esta diferenciada por los diferentes organismos.

Categorías

Alambre de cobre formado por núcleo y malla• Buena combinación de ancho de banda e inmunidad al ruido• Dos clases de cable coaxial– Cable de 50 ohm: digital– Cable de 75 ohm: analógico• Se usa para televisión, telefonía a gran distancia, LAN, etc.

Cable Coaxial

Cable Coaxial

Consistente en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. La fuente de luz puede provenir de un láser o un diodo LED.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas

Fibra Óptica

Fibra Óptica

Conectores de Fibra Óptica

Fibra óptica • Ancho de banda superior• Rep. cada 30 Km• No interferencias electromagnéticas• Más flexible y ligera

Comparación Cable de cobre• Ancho de banda menor• Rep. cada 5 Km• Interferencias elect.• Tecnología más familiar• Interfaces más baratas

En nuestra era han surgido los adictos a la información: gente que necesita estar todo el tiempo en línea. Para estos usuarios móviles, el cable de par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica no son útiles. Ellos necesitan obtener datos para sus computadoras laptop, notebook, de bolsillo, de mano o de reloj pulsera sin estar limitados a la infraestructura de comunicaciones terrestre. Para estos usuarios, la comunicación inalámbrica es la respuesta

2.2 Medios No Guiados

Radiaciotransmision. Microondas. Ondas Infrarrojas y

Milimétricas. Satélite de Comunicación.

Medios No guiados

Son omnidireccionales • Un emisor y uno o varios receptores• Bandas de frecuencias– LF( baja frecuencia), MF (mediana frecuencia) HF (alta frecuencia), VHF (Muy alta Frecuencia)• Propiedades:– Fáciles de generar– Largas distancias– Atraviesan paredes de edificios– Son absorbidas por la lluvia– Sujetas a interferencias por equipos eléctricos

Radiotransmisión

Sus propiedades dependen de la frecuencia: A baja frecuencia cruzan los obstáculos A altas frecuencias tienden a viajar en línea recta y

rebotan en los obstáculos Tienen cinco formas de propagarse según la

frecuencia: superficial, troposférica, ionosférica, en línea de visión y espacial

Radiotransmisión.

Radio: formas de propagaciónsegún la frecuencia

Su alcance depende de: Potencia de emisión Sensibilidad del receptor Condiciones atmosféricas Relieve del terreno

Radiotransmisión

Frecuencias muy altas de 3 GHz a 100 GHz

Longitud de onda muy pequeña Antenas parabólicas Receptor y transmisor en línea visual A 100m de altura se alcanzan unos 80 Km

sin repetidores Rebotan en los metales (radar)

Microondas

se utiliza tanto para la comunicación telefónica de larga distancia, los teléfonos celulares, la distribución de la televisión, etcétera, que el espectro se ha vuelto muy escaso. Esta tecnología tiene varias ventajas significativas respecto a la fibra.

No se necesita derecho de paso; basta con comprar un terreno pequeño cada 50 km y construir en él una torre de microondas para saltarse el sistema telefónico y comunicarse en forma directa.

Las microondas también son relativamente baratas. Erigir dos torres sencillas (podrían ser simplemente postes grandes con cables de retén) y poner antenas en cada una puede costar menos que enterrar 50 km de fibra a través de un área urbana congestionada o sobre una montaña, y también puede ser más económico que rentar la fibra de la compañía de teléfonos

Microondas

Los satélites de comunicaciones tienen algunas propiedades interesantes que los hacen atractivos para muchas aplicaciones.

un satélite de comunicaciones se puede considerar como un enorme repetidor de microondas en el cielo. Contiene numerosos transpondedores, cada uno de los cuales se encarga de una parte del espectro, amplifica la señal entrante y a continuación la retransmite en otra frecuencia para evitar interferencia con la señal entrante.

Satélite

Satélite

1.- Comunicaciones sin cables, independientes de la localización.2.- Cobertura de zonas grandes: país, continente, etc.3.- Disponibilidad de banda ancha4.- Independencia de la estructura de comunicaciones en Tierra5.- Instalación rápida de una red6.- Costo bajo por añadir un nuevo receptor7.- Características del servicio uniforme8.- Servicio total proporcionado por un único proveedor

Ventajas de Comunicación por satélite

Tipos de Satélite

Órbitas elípticas (400 - 2500 Km) 90’ en dar la vuelta a la Tierra Número elevado de satélites: 50-100 Bajas potencias de transmisión Menor consumo Estaciones terrestres de menor costo Antenas omnidireccionales Puesta en órbita de bajo costo Bajo retardo en la señal (~ 10 ms)

SATÉLITES DE ÓRBITA BAJA (LEO)

Ejemplo: ÓRBITA BAJA (LEO)

Órbitas elípticas (4000 - 15000 Km) 6-8 horas en dar la vuelta a la Tierra Número de satélites: ~ 10 (dos planos 45º) Potencias medias de transmisión Mayor consumo que LEO Antenas omnidireccionales Puesta en órbita de mayor coste que LEO Retardo en la señal (~ 70 ms)

SATÉLITES DE ÓRBITA MEDIA (MEO)

Ejemplo: ÓRBITA MEDIA (MEO)

Órbitas circulares (35786 Km) 24 horas en dar la vuelta a la Tierra Órbitas ecuatoriales (Clarke) Número de satélites: 1-3 Altas potencias de transmisión Antenas parabólicas costosas y amplificadores de bajo ruido (LNA) Separación entre satélites 1º Retardo en la señal no menor a 240 ms Puestas en órbitas de costes muy elevados

SATÉLITES DE ÓRBITA GEOESTACIONARIA (GEO)

Ejemplo: ÓRBITA GEOESTACIONARIA (GEO)

Órbitas elípticas (1000 - >36500 Km) 12 h en dar la vuelta a la Tierra Número de satélites: 3 (servicio continuo) Cubren las áreas polares Retardo variable

SATÉLITES DE ÓRBITA ALTAMENTE ELÍPTICA (HEO)

Ejemplo: ÓRBITA ALTAMENTE ELÍPTICA (HEO)

se usan mucho para la comunicación de corto alcance. Todos los controles remotos de los televisores, grabadoras de vídeo y estéreos utilizan comunicación infrarroja.

Estos controles son relativamente direccionales, económicos y fáciles de construir, pero tienen un inconveniente importante: no atraviesan los objetos sólidos.

En general, conforme pasamos de la radio de onda larga hacia la luz visible, las ondas se comportan cada vez más como la luz y cada vez menos como la radio.

Ondas Infrarrojas

Durante la transmisión de información digital a través de un sistema o canal se producen errores prácticamente inevitables debido a la presencia de ruido y a otros factores tales como la interferencia intersímbolo, la intermodulación y los ecos.

Por esta razón es importante establecer maneras, si no para evitar los errores, por lo menos para poder reconocer su presencia y si es posible corregirlos.

El proceso de control de error es de gran importancia pues debido a la baja redundancia de los datos digitales, un grupo de números o símbolos alfanuméricos erróneo puede parecerse a otro significando algo muy diferente.

2.3 Métodos para la detección y corrección de errores

La necesidad de saber si los datos recibidos están o nó correctos impulsó el diseño de numerosos esquemas o códigos para la detección y/o corrección de errores.

Algunos esquemas son:Verificación de redundancia vertical (VRC)verificación de redundancia longitudinal (LRC) verificación de redundancia cíclica (CRC)

ESQUEMAS DE DETECCION Y/O CORRECCION DE ERROR

Es una técnica utilizada para asegurarse que la entidad de transmisión no sobrecargue a la entidad receptora con una excesiva cantidad de datos.

La entidad receptora reserva generalmente una zona de memoria temporal para la transferencia. Cuando recibe los datos, el receptor debe realizar ciertas cantidades de procesamiento antes de pasar los datos al software de los niveles superiores.

Si no hubiera procedimientos para el control del flujo, la memoria temporal del receptor se podrá llenar y potencialmente desbordarse mientras se estuviera procesando el dato anterior.

2.4 Flujo de Control

Andrew Tanenbaum., Redes de Computadoras, Cuarta Edición. Ed. Pearson/Prentice-Hall, México. 2003. ISBN 9789702601623

Forouzan, Behrouz. Transmisión de Datos y Redes de Comunicaciones. Cuarta Ed. Mc Graw Hill. 2007. ISBN 844815617x

Huidobro, José Manuel; Millán, Ramón; Roldán, David. Tecnologías de telecomunicaciones, Coedición: Alfaomega. 2006. ISBN 970-15-1205-7

Raya, José Luis, Laura Raya, Miguel A. Martinez. Redes locales, instalación y configuración básicas. Primera edición. Editorial Alfaomega Ra-Ma. Octubre 2008.ISBN 978-970-15-1433-7

Fuentes de información