Medios de Transmisión · Par trenzado • Consiste en un par de cables de cobre trenzados y...
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Medios de TransmisiónDaniel Rojas U
UTN
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Medios de Transmisión
• El propósito de la capa física es transmitir bits de un lugar a otro
• Existen diferentes medios físicos para realizar estas transmisiones
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Particularidades de un medio de transmisión
• Ancho de banda
• Retardo
• Costo
• Facilidad de instalación y mantenimiento
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Ancho de banda
• Para señales analógicas es la longitud (Hz) del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal.
• En transmisiones digitales, es la medida de datos y recursos de comunicación disponibles expresados en bits/segundos.
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Medios de transmisión
• Guiados
• Par trenzado
• Coaxial
• Fibra Óptica
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Medios de Transmisión
• No guiados
• Inalámbricos
• Satélites
• Láser
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Medios magnéticos
• Una de las formas más comunes de transmitir datos es grabarlos en una cinta magnética o medio removible y transportarlo físicamente
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Medios magnéticos
• Aunque no es muy sofisticado, permite transmitir grandes cantidades de datos de forma sencilla
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Ejemplo de ancho de banda usando cintas magnéticas
• Una cinta magnética estándar puede contener 800 Gigabytes
• Una caja de 60 x 60 x 60 cm puede contener 1000 cintas (Capacidad total 6400 Tera bytes)
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Ejemplo de ancho de banda usando cintas magnéticas
• Una caja puede ser llevada a cualquier lugar de USA en 24 horas
• El ancho de banda es 6400 Teras / 86 400 segundos = 70 Gbps
• Si los lugares estuvieran a 1 hora de distancia: 1700 Gbps
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Ejemplo de ancho de banda usando cintas magnéticas
• Cada cinta cuesta aproximadamente $40
• Se puede reutilizar 10 veces
• Al final, un giga cuesta aproximademente medio centavo
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Ejemplo de ancho de banda usando cintas magnéticas
• No subestimen los medios magnéticos
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Par trenzado
• Consiste en un par de cables de cobre trenzados y aislados
• El trenzado causa que los campos electromagnéticos se cancelen
• Normalmente se utiliza con una diferencia de potencial en ambos cables (1 cable en 0 V y el otro en 5V)
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Par trenzado
• Normalmente se utiliza con una diferencia de potencial en ambos cables (1 cable en 0 V y el otro en 5V)
• Las interferencias externas afectan por igual a los cables
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Cable Coaxial
• Tiene mejor blindaje y mayor ancho de banda
• Puede usarse tanto para transmisiones analógicas como digitales
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Cable Coaxial
• La atenuación tiene una relación directa con la distancia
• El ancho de banda depende de la calidad y la distancia del mismo
• Se utiliza en sistemas de CATV
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Fibra Óptica
• El ancho de banda aproximado de una fibra óptica es de 50 000 Gbps
• Se ha llegado a un límite de 100 Gbps por limitaciones en la electrónica
• Se utilizan pulsos de luz para enviar la información
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Fibra Óptica
• La ausencia o presencia de luz determina 1 o 0
• La luz viaja a través de la fibra por el principio de la refracción
• La clave de la fibra es el conjunto de dos materiales (aire y fibra óptica)
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Empalmes Mecánicos
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Empalmes Mecánicos
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Empalmes por fusión
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Transmisiones inalámbricas
• El mercado ha desarrollado una necesidad por conexiones inalámbricas (information junkies)
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Leyes de Maxwell
• 4 ecuaciones
• Describen todos los fenómenos electromagnéticos
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Relación entre longitud de onda y frecuencia
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Espectro electromagnético
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Transmisiones de Radio
• Las ondas de Radio Frecuencia son fáciles de generar
• Pueden viajar largas distancias
• Pueden penetrar los edificios fácilmente
• No requieren línea vista
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Transmisiones de Radio
• Las Transmisiones de Radio son más propensas a interferencias
• Historia de Cadillacs
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Potencia en transmisiones inalámbricas
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Bandas de frecuencia
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Transmisiones Microondas
• Por encima de 100 Mhz las ondas se transmiten en línea recta y son muy enfocadas
• Se usan antenas parabólicas
• Brindan una relación señal a ruido muy alta
• Las antenas deben de estar muy alineadas
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Transmisiones Microondas
• Las microondas viajan en línea recta
• Si las torres están muy separadas, la tierra se atraviesa
• Ejemplo: Amsterdam - Seattle
• Se utilizan repetidores
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Transmisiones Microondas
• Para antenas de 100 metros las repetidoras pueden estar cada 80 km
• Las altas frecuencias son fácilmente absorbidas por la lluvia
• Ejemplo de Microondas gigante
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La Política del Espectro
• Para evitar el caos total, existen acuerdos nacionales e internacionales sobre cómo usar las frecuencias
• Todos los actores quieren mayor cantidad del espectro
• Los gobiernos brindan espectro para FM, AM, celular, aplicaciones gubernamentales...
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La Política del Espectro
• La ITU-R trata de emitir políticas internacionales
• Los países pueden rechazar estas políticas
• En USA la organización nacional es la FCC
• En Costa Rica es la SUTEL
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Mecanismos para asignar frecuencias
• Concurso de belleza
• Lotería
• Subasta
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Mecanismos para asignar frecuencias
• Existe otra forma que es no regular las frecuencias pero regular la potencia
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Bandas no licenciadas
• ISM: Industrial, Scientific, Medical
• U-NII: Unlicensed National Information Infrastucture
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Bandas no licenciadas
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Transmisiones Infrarojas
• Las comunicaciones infrarojas no guiadas se utilizan para comunicaciones de corta distancia
• Son direccionales, baratas y fáciles de construir
• Tienen una debilidad: No pasan a través de objetos sólidos
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Transmisiones Infrarojas
• El hecho de que el infrarojo no pase a través de objetos sólidos, evita interferencias
• No se requiere licencia para operar estos sistemas
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Satélites de comunicación
• En los 50s se intentó rebotar señales utilizando globos meteorológicos metalizados
• Las señales eran muy débiles para ser utilizadas
• Luego la US NAVY creó un sistema para comunicarse barco-costa
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Satélites de comunicación
• Los satélites de comunicaciones amplifican las señales antes de enviarla
• Tienen una serie de transponders que escuchan en diferentes rangos de frecuencia y las amplifican, posteriormente las envían en otra frecuencia (para evitar interferencias)
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Satélites de comunicación
• De acuerdo a la ley de Kepler entre más alto esté el satélite mayor tiempo dura orbitando
• Los que están cerca de la tierra duran aproximádamente 90 minutos
• A 35 000 km puede tardar 24 horas
• a 384 000 km puede durar 1 mes
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Cinturones de Van Allen
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Satélites de comunicación
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Satélites de comunicación
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Huella de un satélite
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Satélites Geoestacionarios
• Son satélites que se mueven a la misma velocidad angular de la tierra
• Se mantienen inmóviles en un determinado punto
• Con un satélite geoestacionario se puede cubrir aproximadamente el 40% de la tierra
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Bandas de frecuencia en satélites
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Satélites de Órbita Media
• Desde la tierra parece que se mueven lentamente
• Tardan cerca de 6 horas en realizar su órbita
• Tienen una huella menor y se requiere menos potencia para transmitir
• GPS
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Satélites de Órbita Baja
• Se necesitan muchos satélites
• Se mueven a altas velocidades
• Se requiere poca potencia
• El retardo es bajo
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Satélites de Órbita Baja
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