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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