sábado, 10 de octubre de 2015

Medios de transmisión Guiados y no Guiados





UNIVERSIDAD PRIVADA DEL SUR DE MEXICO

Maestría en Telecomunicaciones

Medios de Transmisión Guiados y no Guiados

Alumno: Ulises Alejandro Velasco Ruiz


Tuxtla Gutiérrez, Chiapas 09-10-15


Medios de Transmisión

En un sistema de transmisión se denomina medio de transmisión al soporte físico mediante el cual el emisor y el receptor establecen la comunicación. Los medios de transmisión se clasifican en guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza mediante ondas electromagnéticas. En el caso de los medios guiados estas ondas se conducen a través de cables.
La velocidad de transmisión, el alcance y la calidad (ausencia de ruidos e interferencias) son los elementos que caracterizan a los medios guiados. La evolución de la tecnología en lo que respecta a los cables ha estado orientada por la optimización de estas tres variables.
·         Velocidad de transmisión: en la actualidad las velocidades alcanzadas difieren notablemente entre los diferentes tipos de cables, siendo la fibra óptica la que permite alcanzar una velocidad mayor.
·         Alcance de la señal: está determinado por la atenuación que sufre dicha señal según va circulando por el cable y que es mayor cuanta más distancia debe recorrer, por lo que este factor limita considerablemente la longitud de cable que se puede instalar sin regenerar la señal.
·         Calidad de la señal: uno de los principales problemas de la transmisión de un flujo de datos por un cable eléctrico consiste en el campo magnético que se genera por el hecho de la circulación de los electrones. Este fenómeno es conocido como inducción electromagnética. La existencia de un campo magnético alrededor de un cable va a generar interferencias en los cables próximos debido a este mismo fenómeno.

Medios guiados

Los medios guiados son aquellos que proporcionan un conductor de un dispositivo al otro e incluyen los cables de pares trenzados, el cable coaxial, y los cables de fibra óptica. una señal viajando por cualquiera de estos medios es dirigida y contenida por los limites físicos del medio. El par trenzado y el 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.

Par Trenzado
Lo que se denomina cable de Par Trenzado consiste en dos alambres de cobre aislados, que se trenzan de forma helicoidal, igual que una molécula de DNA. De esta forma el par trenzado constituye un circuito que puede transmitir datos.
Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres, las ondas de diferentes vueltas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva. Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos.
Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante.
Cada uno de estos pares se identifica mediante un color, siendo los colores asignados y las agrupaciones de los pares de la siguiente forma:

Par 1: Blanco-Azul/Azul
Par 2: Blanco-Naranja/Naranja
Par 3: Blanco-Verde/Verde
Par 4: Blanco-Marrón/Marrón

Cable de par trenzado sin blindar (UTP) y el par trenzado blindado (STP)




Conector RJ-45 para cable par trenzado 


Tipos de cables de par trenzado sin blindar 




Cable Coaxial
El cable coaxial es un medio de transmisión relativamente reciente y muy conocido ya que es el más usado en los sistemas de televisión por cable. Físicamente es un cable cilíndrico constituido por un conducto cilíndrico externo que rodea a un cable conductor, usualmente de cobre. Es un medio más versátil ya que tiene más ancho de banda (500Mhz) y es más inmune al ruido. Es un poco más caro que el par trenzado aunque bastante accesible al usuario común. Encuentra múltiples aplicaciones dentro de la televisión (TV por cable, cientos de canales), telefonía a larga distancia (puede llevar 10.000 llamadas de voz simultáneamente), redes de área local (tiende a desaparecer ya que un problema en un punto compromete a toda la red). Tiene como características de transmisión que cuando es analógica, necesita amplificadores cada pocos kilómetros y los amplificadores más cerca de mayores frecuencias de trabajos, y hasta 500 Mhz; cuando la transmisión es digital necesita repetidores cada 1 Km y los repetidores más cerca de mayores velocidades transmisión. La transmisión del cable coaxial entonces cubre varios cientos de metros y transporta decenas de Mbps.







Fibra Óptica
La fibra óptica está basada en la utilización de ondas de luz para transmitir información binaria.
Un sistema de transmisión óptico se compone de tres componentes:

·         La fuente de luz: convencionalmente, un pulso de luz indica un bit 1 y la ausencia de luz un bit 0.
·         El medio de transmisión: fibra de vidrio ultradelgada.
·         El detector: genera un impulso eléctrico cuando la luz incide sobre él.

Al agregar una fuente de luz en un extremo de la fibra óptica y un detector en el otro extremo disponemos de un sistema de transmisión de datos unidireccional.
El medio de transmisión consiste básicamente en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños. El cilindro interior se denomina núcleo y el exterior se denomina envoltura, siendo el índice de refracción del núcleo algo mayor que el de la envoltura. En la superficie de separación entre el núcleo y la envoltura se produce un fenómeno de reflexión total de la luz. La envoltura, al poseer un menor índice de refracción mantiene toda la luz en el interior. Finalmente una cubierta plástica delgada impide que cualquier rayo de luz del exterior penetre en la fibra. Varias fibras suelen agruparse en haces protegidos por una funda exterior.

Existen tres formas diferentes de transmisión de la luz:

  • ·       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 125 µm.
  • ·         Multimodo: La luz se propaga por el interior del núcleo incidiendo sobre su superficie interna, como si se tratara de un espejo. El núcleo tiene un radio de 100 µm y la cubierta de 140 µm.
  • ·    Multimodo de índice gradual: La luz se transmite por el interior del núcleo mediante una refracción gradual. 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 velocidad de transmisión es muy alta, pudiendo llegar hasta 1 Gbit/seg. Además permite que la atenuación sea mínima, con lo que la señal puede transmitirse a longitudes mayores que con cable de par trenzado o coaxial, y no es interferida por ondas electromagnéticas. Sin embargo, su instalación y mantenimiento tiene un coste elevado. Habitualmente se emplea cuando es necesario cubrir largas distancias o la cantidad de información es alta. Los conectores empleados para los cables de fibra óptica son los SC, siendo el estándar recomendado por ANSI/EIA/TIA el 568SC.

Medios No Guiados

Los medios no guiados o sin cable 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: La transmisión y recepción se realiza 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.




Microondas Terrestres
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. Es usado como enlace entre una empresa y un centro que funcione como centro de conmutación del operador, o como un enlace entre redes Lan.
Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas.

Satélites

Conocidas como microondas por satélite, está basado en la comunicación llevada a cabo a través de estos dispositivos, los cuales después de ser lanzados de la tierra y ubicarse en la órbita terrestre siguiendo las leyes descubiertas por Kepler, realizan la transmisión de todo tipo de datos, imágenes, etc., según el fin con que se han creado. Las microondas por satélite manejan un ancho de banda entre los 3 y los 30 GHz, y son usados para sistemas de televisión, transmisión telefónica a larga distancia y punto a punto y redes privadas punto a punto. Las microondas por satélite, o mejor, el satélite en si no procesan información sino que actúa como un repetidor-amplificador y puede cubrir un amplio espacio de espectro terrestre

Ondas de Radio

Aunque hay una separación clara entre ondas de radio y microondas, las ondas electromagnéticas entre las frecuencias de 3 KHz Y DE 1 GHz se denominan normalmente ondas de radio. Las ondas con frecuencias entre 1 y 300 GHz se denominan microondas. Las ondas de radio, en su mayor parte son omnidireccionales, cuando una antena transmite ondas de radio se propaga en todas direcciones. Esto significa que las antenas emisoras y receptoras no deben estar alineadas. Una antena emisora envía ondas que se pueden recibir con cualquier antena receptora.
La propiedad omnidireccional también tiene una desventaja. Las ondas de radio transmitidas por una antena son susceptibles de ser interferidas por otra antena que pueda enviar señales usando la misma banda o frecuencia. Las ondas de radio particularmente aquellas que se propagan por el cielo, pueden viajar largas distancias.

Infrarrojos

Las ondas infrarrojas, con frecuencias entre 300 GHz y 400Thz (longitudes de onda entre 1mm y 770mm) se pueden usar para comunicaciones de corto alcance.
Las ondas infrarrojas, que tienen altas frecuencias, no pueden penetrar paredes. Esta característica tan ventajosa evita las interferencias entre un sistema y otro; una comunicación de corto alcance en una habitación no puede ser interferida por otro sistema situado en la habitación contigua. Cuando se usa un control remoto por infrarrojos, no se interfiere el uso del mando remoto de nuestros vecinos. Sin embargo esta misma característica hace que los infrarrojos sean inútiles para comunicaciones a larga distancia. Además, no se pueden usar infrarrojos fuera de un edificio porque los rayos de sol contienen este tipo de ondas y pueden interferir la comunicación.







Bibliografía
Transmisión de datos y redes de comunicación 4ª Edición, Beherouz A. Forouzan

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