miércoles, 28 de marzo de 2012

MEDIOS DE TRANSMISION DE DATOS


  INTRODUCCIÓN





Hace algun tiempo se usaban antenas aereas en los tejados de las viviendas,  lasa cuales eran el medio usado para transmitir la tv, pero luego llegaron las antenas parabolicas  y el medi que se usab en lps hogares para transmitir la tv era coaxial  o  par trenzado pero estos tenian inconvenientes cuando llovia entonces siguio surgiendo y llego la fibra optica, las microondas satelitales, el bluthu entre otros y todo para facilitar la transmision de datos en nuestro diario vivir
                                                                                              

Marlly Romero Garcia




MEDIOS DE TRANSMISION DE DATOS



El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas.
MEDIOS GUIADOS:
Se conoce como medios guiados a aquellos que utilizan unos componentes físicos y sólidos para la transmisión de datos. También conocidos como medios de transmisión por cable.
Ø  cable coaxial
Ø   par trenzado
Ø   fibra óptica

CABLE COAXIAL
Este tipo de cable esta compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este tipo de cables es el coaxial de televisión.
Originalmente fue el cable más utilizado en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a las interferencias, pero en la actualidad su uso está en declive.
Su mayor defecto es su grosor, el cual limita su utilización en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos.
TIPOS DE CABLE COAXIAL

THICK
 (grueso). Este cable se conoce normalmente como "cable amarillo", fue el cable coaxial utilizado en la mayoría de las redes. Su capacidad en términos de velocidad y distancia es grande, pero el coste del cableado es alto y su grosor no permite su utilización en canalizaciones con demasiados cables. Este cable es empleado en las redes de área local conforman

THIN
(fino). Este cable se empezó a utilizar para reducir el coste de cableado de la redes. Su limitación está en la distancia máxima que puede alcanzar un tramo de red sin regeneración de la señal. Sin embargo el cable es mucho más barato y fino que el thick y, por lo tanto, solventa algunas de las desventajas del cable grueso. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 5.
El cable coaxial en general solo se puede utilizar en conexiones Punto a Punto o dentro de los racks






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

                                         

De acuerdo con la forma en que se realiza este apantallamiento[1] podemos distinguir varios tipos de cables de par trenzado, éstos se denominan mediante las siglas UTP, STP y FTP.
UTP es como se denominan a los cables de par trenzado no apantallados, son los más simples, no tienen ningún tipo de pantalla conductora. Su impedancia es de 100 onmhios, y es muy sensible a interferencias. Los pares están recubiertos de una malla de teflón que no es conductora. Este cable es bastante flexible.




STP es la denominación de los cables de par trenzado apantallados individualmente, cada par se envuelve en una malla conductora y otra general que recubre a todos los pares. Poseen gran inmunidad al ruido, pero una rigidez máxima.




FTP los pares se recubren de una malla conductora global en forma trenzada. De esta forma mejora la protección frente a interferencias, teniendo una rigidez intermedia.



Dependiendo del número de pares que tenga el cable, del número de vueltas por metro que posea su trenzado y de los materiales utilizados, los estándares de cableado estructurado clasifican a los cables de pares trenzados por categorías:  3, 4, 5, 5e, 6 y 7. Las dos últimas están todavía en proceso de definición.


CATEGORIA
CARACTERISTICA
3
soporta velocidades de transmisión hasta 10 Mbits/seg. Utilizado para telefonía de voz, 10Base-T Ethernet y Token ring a 4 Mbits/seg.
4
soporta velocidades hasta 16 Mbits/seg. Es aceptado para Token Ring a 16 Mbits/seg.
5
Soporta hasta 100 Mbits/seg. Utilizado para Ethernet 100Base-TX.
5e
hasta 622 Mbits/seg. Utilizado para Gigabit Ethernet.
6
soporta velocidades hasta 1000 Mbits/seg.

El cable de Par Trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirse a los distintos elementos de hardware que componen la red. Actualmente de los ocho cables sólo cuatro se emplean para la transmisión de los datos. Éstos se conectan a los pines del conector RJ45 de la siguiente forma: 1, 2 (para transmitir), 3 y 6 (para recibir).



FIBRA OPTICA
Transmisión de  datos de alta velocidad
Este novedoso material vino a revolucionar los procesos de las telecomunicaciones en todos los sentidos, desde lograr una mayor velocidad en la transmisión y disminuir casi en su
totalidad los ruidos y las interferencias hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y recepción por vía telefónica. 
[1]
Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones, entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y no hay problemas debido a los cortos circuitos. Tienen un gran ancho de banda, que puede ser utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de reducir el costo por canal; De esta forma es considerable el ahorro en volumen en relación con los cables de cobre. Con un cable de seis fibras se puede transportar la señal de más de cinco mil canales o líneas principales, mientras que se requiere de 10,000 pares de cable de cobre convencional para brindar servicio a ese mismo número de usuarios, con la desventaja que este último medio ocupa un gran espacio en los ductos y requiere de grandes volúmenes de material, lo que también eleva los costos. 
Comparado con el sistema convencional de cables de cobre donde la atenuación de sus señales (decremento o reducción de la onda o frecuencia) es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos kilómetros para regenerar la transmisión, en el sistema de fibra óptica se pueden instalar tramos de hasta 70 km. Sin que halla necesidad de recurrir a repetidores lo que también hace más económico y de fácil mantenimiento este material. 
Originalmente, la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme ancho de banda; sin embargo, con el tiempo se ha planteado para un amplio rango de aplicaciones además de la telefonía, automatización industrial, computación, sistemas de televisión por cable y transmisión de información de imágenes astronómicas de alta resolución entre otros.
se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el transmisor de LED'S (diodos emisores de luz) y láser. 
Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para la transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para manejarlos son características atractivas
Los bloques principales de un enlace de comunicaciones de fibra óptica son:
Ø  Transmisor
Ø  Receptor 
Ø  Guía de fibra

Ventajas de la fibra óptica
Ø  Mayor capacidad debido al ancho de banda mayor disponible en frecuencias ópticas. 
Ø  Inmunidad a transmisiones cruzadas entre cables, causadas por inducción magnética. 
Ø  Inmunidad a interferencia estática debida a las fuentes de ruido. 
Ø  Resistencia a extremos ambientales. Son menos afectadas por líquidos corrosivos, gases y variaciones de temperatura. 
Ø  La seguridad en cuanto a instalación y mantenimiento. Las fibras de vidrio y los plásticos no son conductores de electricidad, se pueden usar cerca de líquidos y gases volátiles.

Empresas como la ETB crearon el proyecto de digitalización de la red de abonado en fibra óptica. La fibra es el soporte ideal por todas las ventajas que brinda, tales como: 
1.     Supresión de ruidos en las transmisiones. 
2.     Red redundante. 
3.     Conexión directa desde centrales hasta su empresa. 
4.     Alta confiabilidad y privacidad en sus comunicaciones telefónicas. 
5.     Posibilidad de daño casi nula. 
6.     Tiempos de respuesta mínimos en la reparación de daños. 
7.     Mayor número y rapidez en la solicitud y entrega de nuevos servicios. 
8.     Gran ancho de banda 
Tipos básicos de fibras ópticas:
Ø  Multimodo
Ø  Multimodo con índice graduado
Ø  Monomodo

 
     Fibra Multimodo
Fibra Multimodo con índice graduado
Fibra Monomodo


En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose a diferentes ángulos


En este tipo de fibra óptica el núcleo esta hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. La propagación de los rayos en este coso siguen un patrón similar mostrado en la figura



Esta fibra óptica es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo óptico central. No sufre del efecto de las otras dos pero es mas difícil de construir y manipular.


Para poder utilizar fibras ópticas en forma practica, estas deben ser protegidas contra esfuerzos mecánicos, humedad y otros factores que afecten su desempeño. Para ello se les proporciona una estructura protectora, formando así, lo que conocemos como cable óptico


CABLE OPTICO





      




El propósito básico de la construcción del cable de fibra óptica es Mantener estables la transmisión y las propiedades de rigidez mecánica durante el proceso de manufactura, instalación y operación.
Las propiedades esenciales en el diseño del cable son:
Ø  la flexibilidad
Ø  identificación de fibras
Ø  peso
Ø  torsión
Ø  vibración
Ø  límite de tensión
Ø  facilidad de pelado
Ø  facilidad de cortado
Ø  facilidad de alineación del cable y la fibra
Ø  resistencia al fuego
Ø  atenuación estable

El uso de medios transparentes para la propagación de ondas electromagnéticas en forma de luz hace que la fibra óptica no necesite voltajes ni de corrientes, esto lo convierte en un medio de comunicación 100% inmune a todo tipo de interferencias electromagnéticas a su alrededor y, por lo tanto, es un medio de comunicación altamente confiable y seguro. 
El hecho de no necesitar corrientes ni voltaje hace que la fibra óptica sea idónea para aplicaciones en donde se requiere de una probabilidad nula de provocar chispas, como el caso de pozos petroleros y las industrias químicas, en donde existe la necesidad de transportar la información a través de medios explosivos.


MEDIOS NO GUIADOS

MICROONDAS
Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz.
El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las UHF (ultra-high frequency, frecuencia ultra alta en español) (0.3 – 3 GHz), SHF (super-high frequency, frecuencia super alta) (3 – 30 GHz) y EHF (extremely high frequency, frecuencia extremadamente alta) (30 – 300 GHz). Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda —en el orden de milímetros— se denominan ondas milimétricas, radiación terahercio o rayos T.

La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte del espectro de alta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para producir ondas de radio.




      USOS
      En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. También hay más ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio. Usualmente, las microondas son usadas en programas informativos de televisión para transmitir una señal desde una localización remota a una estación de televisión mediante una camioneta especialmente equipada. Protocolos inalámbricos LAN, tales como Bluetooth y las especificaciones de Wi-Fi IEEE 802.11g
      En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas para la incapacitación momentánea o permanente de diferentes enemigos en un radio limitado.
La tecnología de microondas también es utilizada por los radares, para detectar el rango, velocidad y otras características de objetos remotos; o en el máser, un dispositivo semejante a un láser pero que trabaja con frecuencias de microondas.

      MICROONDAS TERRESTRES





   Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya
 que se necesitan menos repetidores y amplificadores , aunque se necesitan antenas alineadas . Se usan para transmisión de televisión y voz .  


Por lo general se usan  antenas parabólicas Para conexiones a larga distancia , se 
   utilizan     conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas .


   Desventajas:

Ø  Perdida de atenuación, con mas frecuencia cuando hay lluvias debido  al cuadrado de la distancia ( con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas)

Ø  Las interferencias ya que al proliferar estos sistemas , pude haber más solapamientos de señales .



MICROONDAS SATELITALES
     A diferencia de las microondas terrestres, las microondas satelitales lo que hacen    básicamente, es retransmitir información, se usa como enlace entre dos o más transmisores / receptores terrestres, denominados estaciones base. El satélite funciona como un espejo sobre el cual la señal rebota, su principal función es la de amplificar la señal, corregirla y retransmitirla a una o más antenas ubicadas en la tierra. Los satélites geoestacionarios (es decir permanecen inmóviles para un observador ubicado en la tierra), operan en una serie de frecuencias llamadas transponders, es importante que los satélites se mantengan en una órbita geoestacionaria, porque de lo contrario estos perderían su alineación con respecto a las antenas ubicadas en la tierra.

Como se mencionó anteriormente la transmisión satelital, puede ser usada para proporcionar una comunicación punto a punto entre dos antenas terrestres alejadas entre si, o para conectar una estación base transmisora con un conjunto de receptores terrestres. si dos satélites utilizan la misma banda de frecuencias y se encuentran lo suficientemente próximos, estos podrían interferirse mutuamente, por lo que es necesario que estén separados por lo menos 3 grados (desplazamiento angular medio desde la superficie terrestre), en la banda 6/4 GHz, y una separación de al menos 4 grados a 14/12 GHz, por tanto el número máximo de satélites posibles esta bastante limitado.

Las comunicaciones satelitales son una revolución tecnológica de igual magnitud que las fibras ópticas.
APLICACIONES
Ø  Difusión de televisión
Ø  Transmisión telefónica a larga distancia
Ø  redes privadas
Ø  difusión directa vía satélite
Debido a que los satélites por lo general son multidestino, su utilización es muy adecuada para distribución de televisión, por lo que están siendo ampliamente utilizadas en Estados Unidos y el resto del mundo.
 Una de las aplicaciones más recientes que se le ha dado al uso de satélites se le denomina difusión directa vía satélite (DBS, Direct Broadcast Satellite), en la que la señal de vídeo se transmite directamente del satélite a los domicilios de los usuarios, esto se logra mediante la implantación de una antena de bajo costo, en el domicilio de cada usuario, logrando así que la cantidad de canales ofrecidos aumente notablemente
El satélite se comporta como una estación repetidora que recoge la señal de algún transmisor en tierra y la retransmite difundiéndola entre una o varias estaciones terrestres receptoras, pudiéndo regenerar dicha señal o limitarse a repetirla. Las frecuencias ascendente y descendente son distintas: fdesc.< fasc. Para evitar interferencias entre satélites está normalizada una separación entre ellos de un mínimo de 4º (en la banda de la 14/12Ghz) o 3° (6/4 GHZ)
El rango de frecuencias óptimo para la transmisión comprende 1-10 GHz. Por debajo de 1 GHz aparecen problemas debidos al ruido solar, galáctico y atmosférico. Por encima de 10 GHz, predominan la absorción atmosférica así como la atenuación debida a la lluvia. Cada satélite opera en una banda de frecuencia determinada conocida como Transpondedor.


DIFUSIÓN DE TV


      El carácter multidestino de los satélites los hace especialmente adecuados para la difusión, en particular de TV, aplicación para la que están siendo ampliamente utilizados.
El rango de frecuencias óptimo para la transmisión vía satélite esta en el intervalo comprendido entre 1 y 10 GHz. Por debajo de 1 GHz, el ruido producido por causas naturales es apreciable, incluyendo el ruido galáctico, solar, atmosférico y el producidpor interferencias con otros dispositivos electrónicos.   
  

         TELEFONÍA
     
      Los satélites proporcionan enlaces punto-a-punto entre centrales telefónicas en
      las redes públicas de telefonía. Es el medio óptimo para enlaces internacionales con un alto grado de utilización, y tecnológica y económicamente es competitivo con otros tipos de enlaces internacionales. La longitud de onda muy pequeña permite antenas de alta ganancias. Como el radio de fresnel es relativamente pequeño, la propagación se efectúa como en el espacio libre. Si hay obstáculos que obstruyan el radio de fresnel, la atenuación es proporcional al obstáculo. El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden. Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.

       REDES PRIVADAS
     La capacidad del canal de comunicaciones es dividida en diferentes canales de menor capacidad que se alquilan a empresas privadas que establecen su propia red sin necesidad de poner un satélite en órbita. Un ejemplo de transmisión por satélite es el sistema VSAT. Estos sistemas hacen uso de algunos de los canales en que se divide los transpondedores, conectando redes terrestres

        VENTAJAS
Ø  Transferencia de información a altas velocidades (Kbps, Mbps)
Ø  Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente
Ø  accesibles geográficamente.
Ø  Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos
Ø  Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las redes públicas telefónicas.

DESVENTAJAS

Ø  1/4 de segundo de tiempo de propagación. (retardo)
Ø  Sensitividad a efectos atmosféricos
Ø  Sensibles a eclipses
Ø  Falla del satélite (no es muy común)
Ø  Requieren transmitir a mucha potencia
Ø  Posibilidad de interrupción por cuestiones de estrategia militar.

             INFRARROJOS
           El uso de mandos a distancia basados en transmisión por infrarrojos esta  ampliamente  tendida en el mercado      residencial para      telecomandar       equipos de      Audio y Vídeo.
      La comunicación se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en la banda de IR, sobre la que se superpone una señal, convenientemente modulada con la información de control, y un fotodiodo receptor cuya misión consiste en extraer de la señal recibida la información de control.
      Los controladores de equipos domésticos basados en la transmisión de ondas en la banda de los infrarrojos tienen las siguientes ventajas:
Ø  Comodidad y flexibilidad.
Ø  Admiten gran número de aplicaciones.
       Al tratarse de un medio de transmisión óptico es inmune a las radiaciones electromagnéticas producidas por los equipos domésticos o por los demás medios de transmisión (coaxial, cables pares, red de distribución de energía eléctrica, etc.).
      RADIOFRECUENCIAS
      La introducción de las radiofrecuencias como soporte de transmisión en la vivienda, ha  venido precedida por la proliferación de los teléfonos inalámbricos y sencillos telemandos. [1] 
     Este medio de transmisión puede parecer, en principio, idóneo para el control a distancia de los sistemas domóticos, dada la gran flexibilidad que supone su uso. Sin embargo resulta particularmente sensible a las perturbaciones electromagnéticas producidas, tanto por los medios de transmisión, como por los equipos domésticos.
     A continuación se detallan las ventajas e inconvenientes de los sistemas basados en transmisión por radiofrecuencias:
Ø  Alta sensibilidad a las interferencias.
Ø  Fácil intervención de las comunicaciones.
Ø   Dificultad para la integración de las funciones de control y comunicación, en su modalidad de transmisión analógica.
        Red inalámbrica
      Actualmente el término se refiere a comunicación sin cables, usando frecuencias de radio u ondas infrarrojas. Entre los usos más comunes se incluyen a IrDA y las redes inalámbricas de computadoras. Ondas de radio de bajo poder, como los que se emplean para transmitir información entre dispositivos, normalmente no tienen regulación, en cambio, transmisiones de alto poder requieren un permiso del estado para poder trasmitir en una frecuencia específica.
      Es una red en la cual los medios de comunicación entre sus componentes son ondas electromagnéticas.
     Sus principales ventajas son que permiten una amplia libertad de movimientos, facilita la reubicación de las estaciones de trabajo evitando la necesidad de establecer cableado y la rapidez en la instalación, sumado a menores costos que permiten una mejor inserción en economías reducidas.
     Algunas de las técnicas utilizadas en las redes inalámbricas son: infrarrojos, microondas, láser y radio.



[1] http://www.mitecnologico.com/Main/MediosDeTransmisionInalambricos


[1] http://www.pablin.com.ar/electron/cursos/fibraopt/index.htm



[1] APANTALLAMIENTO:  Aislamiento


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