Canales de Transmisión de Datos

Canales de Transmisión de Datos
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ ASIGNATURA: TRANSMISIÓN DE DATOS Tema 2: Canales de Transmisión de Datos PARTE II Profesor: Ing. Romero Henry Integrante: Br. Jaime Br. Kemby Mundarain MAYO 2011

SUMARIO Introducción Conceptos
Medios de Transmisión Guiados (continuación) Cable Coaxial Fibra Óptica Medios de transmisión No Guiados Ondas de Radio Microondas Terrestres Microondas Satelitales

Conceptos Diafonía o Efecto crosstalk: En Telecomunicación, se dice que entre dos circuitos existe diafonía, denominada en inglés Crosstalk (XT), cuando parte de las señales presentes en uno de ellos, considerado perturbador, aparece en el otro, considerado perturbado. La diafonía, en el caso de cables de pares trenzados se presenta generalmente debido a acoplamientos magnéticos entre los elementos que componen los circuitos perturbador y perturbado o como consecuencia de desequilibrios de admitancia entre los hilos de ambos circuitos. La diafonía se mide como la atenuación existente entre el circuito perturbador y el perturbado, por lo que también se denomina atenuación de diafonía.

Conceptos IMPEDANCIA: Un cable tiene impedancia (oposición a la corriente eléctrica en función de la frecuencia) , capacitancia (se comporta en cierta medida como un condensador) e inductancia (se comporta como una bobina. Sin embargo, hace unos años un artículo del AES concluyó que las diferencias entre los cables eran muy pequeñas en cuanto a capacitancia e inductancia, y sólo se reconocía la importancia de la impedancia.

Conceptos La impedancia en un cable es directamente proporcional a su longitud. E inversamente proporcional a su sección, es decir, que cuanto mas grueso es menor su impedancia.

Medios de Transmisión Guiados (cont)
Cable Coaxial El cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante.

Cable Coaxial El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido. Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior.

Cable Coaxial

Características del Cable Coaxial
La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de cobre. Tipos: RG-58/U: Núcleo de cobre sólido. RG-58 A/U: Núcleo de hilos trenzados. RG-59: Transmisión en banda ancha (TV). RG-6: Mayor diámetro que el RG-59 y considerado para frecuencias más altas que este, pero también utilizado para transmisiones de banda ancha. RG-62: Redes ARCnet.

Estándares del Cable Coaxial

Tipos de Cable Coaxial Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancias diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisiones en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet). El tipo de cable que se debe utilizar depende de la ubicación del cable. Los cables coaxiales pueden ser de dos tipos:

Tipos de Cable Coaxial El Policloruro de vinilo (PVC) Es un tipo de plástico utilizado para construir el aislante y la cubierta protectora del cable en la mayoría de los tipos de cable coaxial. El cable coaxial de PVC es flexible y se puede instalar fácilmente en cualquier lugar. Sin embargo, cuando se quema, desprende gases tóxicos.

Tipos de Cable Coaxial Plenum El Plenum contiene materiales especiales en su ailamiento y en una clavija del cable. Estos materiales son resistentes al fuego y producen una mínima cantidad de humos tóxicos. Sin embargo, el cableado plenum es más caro y menos flexible que el PVC. En ocasiones similares el cable coaxial es el de mayor uso mundial.

Aplicaciones Tecnológicas
Se puede encontrar un cable coaxial: Entre la antena y el televisor. En las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet. Entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados). En las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59).

En las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5. En las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos.

Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógicas basados en la multiplexación por divisor de frecuencia (FDM), donde se alcanzaban capacidades de transmisión de más de circuitos de voz. Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por divisor de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de canales de 64 kbps. El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes LAN, ya que, debido a que se instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.

Ventajas Banda Base: Son diseñados principal mente para las comunicaciones de datos, pero pueden acomodar aplicaciones de voz pero no en tiempo real. Tiene un bajo costo y es simple de instalar y bifurcar Banda ancha con una capacidad de 10 mb/sg. Tiene un alcance de 1-10kms

Ventajas Banda ancha: Es el mismo tipo de cable que se utiliza en las redes de Tv. por cable (catv) Es posible transmitir voz, datos y video simultáneamente. Todas las señales son HDX, pero usando 2 canales se obtiene una señal FDX. Se usan amplificadores y no repetidoras Se considera un medio activo, ya que la energía se obtiene de los componentes de soporte de la red y no de las estaciones del usuario conectado

Desventajas Banda Base:
Transmite una señal simple en HDX (half duplex) No hay modelación de frecuencias Este es un medio pasivo donde la energía es provista por las estaciones del usuario. Hace uso de contactos especiales para la conexión física. Se usa una topología de bus, árbol y raramente es en anillo. Ofrece poca inmunidad a los ruidos, puede mejorarse con filtros. El ancho de banda puede trasportar solamente un 40 % de el total de su carga para permanecer estable.

Desventajas Banda Ancha:
Su costo es relativamente caro, se necesitan moduladores es cada estación de usuarios, lo que aumenta su costo y limita su velocidad de transmisión.

10BASE-X Podemos decir que la tecnología 10base-x es la clasificación de los cables coaxiales dependiendo de la aplicación que se le este dando. Se mencionan en este trabajo tres: 10 BASE 5 10 BASE 2 10 BASE T

10BASE-5 También conocida como THICK ETHERNET (Ethernet grueso), es la Ethernet original. Fue desarrollada originalmente a finales de los 70 pero no se estandarizó oficialmente hasta Utiliza una topología en BUS, con un cable coaxial que conecta todos los nodos entre sí. En cada extremo del cable tiene que llevar un terminador. Cada nodo se conecta al cable con un dispositivo llamado transceptor.

10BASE-5 El cable usado es relativamente grueso (10mm) y rígido. Sin embargo es muy resistente a interferencias externas y tiene pocas pérdidas. Se le conoce con el nombre de RG8 o RG11 y tiene una impedancia de 50 ohmios. Se puede usar conjuntamente con el 10 Base-2.

10BASE-5 Ventajas: Desventajas:
Es posible usarlo para distancias largas. Tiene una inmunidad alta a las interferencias. Conceptualmente es muy simple. Desventajas: Inflexible. Es difícil realizar cambios en la instalación una vez montada. Intolerancia a fallos. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red dejará de funcionar. Dificultad para localización de fallos. Si existe un fallo en el cableado, la única forma de localizarlo es ir probando cada uno de los tramos entre nodos para averiguar cual falla.

10BASE-5 Aplicaciones en la actualidad: Debido a los inconvenientes antes mencionados, en la actualidad 10 Base-5 no es usado para montaje de redes locales. El uso más común que se le da en la actualidad es el de "Backbone". Básicamente un backbone se usa para unir varios HUB de 10 Base-T cuando la distancia entre ellos es grande, por ejemplo entre plantas distintas de un mismo edificio o entre edificios distintos.

10BASE-2 En la mayoría de los casos, el costo de instalación del coaxial y los transceptores de las redes 10 Base-5 las hacía prohibitivas, lo que indujo la utilización de un cable más fino y, por tanto más barato, que además no necesitaba transceptores insertados en él. Se puede decir que 10 Base-2 es la versión barata de 10 Base-5. Por esto, también se le conoce Thin Ethernet (Ethernet fino) o cheaper-net(red barata).

10BASE-2 Este tipo de red ha sido la mas usada en los últimos años en instalaciones no muy grandes debido a su simplicidad y precio asequible. Se caracteriza por su cable coaxial fino (RG-58) y su topología en BUS. Cada dispositivo de la red se conecta con un adaptador BNC en forma de "T" y al final de cada uno de los extremos del cable hay que colocar un terminador de 50 Ohmios.

10BASE-2

10BASE-2 Ventajas: Simplicidad. No usa ni concentradores, ni transceptores ni otros dispositivos adicionales. Debido a su simplicidad es una red bastante económica. Tiene una buena inmunidad al ruido debido a que el cable coaxial dispone de un blindaje apropiado para este fin.

10BASE-2 Desventajas: Inflexible. Es bastante difícil realizar cambios en la disposición de los dispositivos una vez montada. Intolerancia a fallos. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red dejará de funcionar. En un lugar como un aula de formación donde el volumen de uso de los ordenadores es elevado, es habitual que cualquier conector falle y por lo tanto la red completa deje de funcionar. Dificultad para localización de fallos. Si existe un fallo en el cableado, la única forma de localizarlo es ir probando cada uno de los tramos entre nodos para averiguar cual falla. El cable RG-58, se usa sólo para este tipo de red local, por lo que no podrá ser usado para cualquier otro propósito como ocurre con otro tipo de cables.

10BASE-2 Aplicaciones en la actualidad: La tecnología 10 Base-2 se usa para pequeñas redes que no tengan previsto cambiar su disposición física. De igual manera que 10 Base-5, uno de los usos habituales de esta tecnología es como backbone para interconectar varios concentradores en 10 Base-T. Normalmente los concentradores no se mueven de lugar. Si la distancia entre ellos es grande, por ejemplo si están en plantas o incluso en edificios distintos, la longitud máxima que se puede conseguir con este cable (185m) es mucho mayor que la que se consigue usando el cable UTP de la tecnología 10 Base-T (100m).

10BASE-T Ya se ha comentado, que ETHERNET fue diseñado originalmente para ser montado con cable coaxial grueso y que más adelante se introdujo el coaxial fino. Ambos sistemas funcionan excelentemente pero usan una topología en BUS, que complica la realización de cualquier cambio en la red. También deja mucho que desear en cuestión de fiabilidad. Por todo esto, se introdujo un nuevo tipo de tecnología llamada 10 Base-T, que aumenta la movilidad de los dispositivos y la fiabilidad.

10BASE-T El cable usado se llama UTP que consiste en cuatro pares trenzados sin apantallamiento. El propio trenzado que llevan los hilos es el que realiza las funciones de asilar la información de interferencias externas. También existen cables similares al UTP pero con apantallamiento que se llaman STP (Par Trenzado Apantallado mediante malla de cobre) y FTP (Par Trenzado apantallado mediante papel de aluminio).

10BASE-T 10 Base-T usa una topología en estrella consistente en que desde cada nodo va un cable al un concentrador común que es el encargado de interconectarlos. Cada uno de estos cables no puede tener una longitud superior a 90m. A los concentradores también se les conoce con el nombre de HUBs y son equipos que nos permiten estructurar el cableado de la red. Su función es distribuir y amplificar las señales de la red y detectar e informar de las colisiones que se produzcan. En el caso de que el número de colisiones que se producen en un segmento sea demasiado elevado, el concentrador lo aislará para que el conflicto no se propague al resto de la red.

10BASE-T También se puede usar una topología en árbol donde un concentrador principal se interconecta con otros concentradores. La profundidad de este tipo de conexiones viene limitada por la regla Un ejemplo de este tipo de conexiones podría ser un aula de informática de un centro. El concentrador principal está en otra dependencia distinta. Si se llevará un cable por ordenador hasta esta otra habitación, el gasto de cable sería grande. Aprovechando la topología en árbol lo que haremos es llevar solamente uno al que conectaremos un nuevo concentrador situado en el aula. La distancia desde cada uno de los ordenadores hasta este nuevo concentrador, será infinitamente menor que hasta el principal.

10BASE-T 10 Base-T también se puede combinar con otro tipo de tecnologías, como es el caso de usar 10 Base-2 o 10 Base-5 como Backbone entre los distintos concentradores. Cuando la distancia entre concentradores es grande, por ejemplo si están en plantas o incluso en edificios distintos, estamos limitados por la longitud máxima que se puede conseguir con el cable UTP (100m). Si la distancia es mayor se puede usar la tecnología 10 Base-2 que permite hasta 185m o la 10 Base-5 con la que podríamos alcanzar los 500m. Otra solución puede ser usar cable UTP poniendo repetidores cada 100m.

10BASE-T De los 8 hilos de que dispone en el cable UTP, sólo se usan cuatro para los datos de la LAN (dos para transmisión y dos para la recepción) por lo que quedan otros cuatro utilizables para otros propósitos (telefonía, sistemas de seguridad, transmisión de vídeo, etc.). El conector usado es similar al utilizado habitualmente en los teléfonos pero con 8 pines. Se le conoce con el nombre de RJ-45. Los pines usados para los datos son el para un par de hilos y el para el otro. La especificación que regula la conexión de hilos en los dispositivos Ethernet es la EIA/TIA T568A y T568B.

10BASE-T

10BASE-T Ventajas: Aislamiento de fallos. Debido a que cada nodo tiene su propio cable hasta el concentrador, en caso de que falle uno, dejaría de funcionar solamente él y no el resto de la red como pasaba en otros tipos de tecnologías. Fácil localización de averías. Cada nodo tiene un indicador en su concentrador indicando que está funcionando correctamente. Localizar un nodo defectuoso es fácil. Alta movilidad en la red. Desconectar un nodo de la red, no tiene ningún efecto sobre los demás. Por lo tanto, cambiar un dispositivo de lugar es tan fácil como desconectarlo del lugar de origen y volverlo a conectar en el lugar de destino. Aprovechamiento del cable UTP para hacer convivir otros servicios. De los cuatro pares (8 hilos) de que dispone, sólo se usan dos pares (4 hilos) para los datos de la LAN por lo que quedan otros dos utilizables para otros propósitos (telefonía, sistemas de seguridad, transmisión de vídeo, etc.).

10BASE-T Desventajas: Distancias. 10 Base-T permite que la distancia máxima entre el nodo y el concentrador sea de 90m. En algunas instalaciones esto puede ser un problema, aunque siempre se puede recurrir a soluciones cómo las comentadas anteriormente consistentes en combinar esta tecnología con 10 Base-2 o 10 Base-5, o el uso de repetidores para alargar la distancia. Sensibilidad a interferencias externas. El cable coaxial usado en otras tecnologías es más inmune a interferencias debido a su apantallamiento. En la mayoría de los casos, el trenzado interno que lleva el cable UTP es suficiente para evitarlas. En instalaciones con posibilidades grandes de interferencias exteriores, se puede usar el cable FTP o el STP que es igual que el UTP pero con protección por malla.

10BASE-T Aplicaciones en la actualidad: Es la tecnología más usada en la actualidad por todas las ventajas que aporta y sobre todo por la flexibilidad y escalabilidad que supone tener una instalación de este tipo.

REGLA 5-4-3 Los repetidores son equipos que actúan a nivel físico. Prolongan la longitud de la red uniendo dos segmentos (incluso con diferentes tipos de cableado). Puede tener dos o más puertos. Estos puertos pueden ser AUI, BNC, RJ-45 o fibra óptica en cualquier combinación. Actúan como parte del cableado de la red ya que transfieren los datos recibidos de un extremo al otro independientemente de su contenido, origen y destino. Su función básica es la de repetir los datos recibidos por un puerto y enviarlos inmediatamente por todos los demás. También los amplifica para eliminar las posibles distorsiones que se hayan podido introducir en la transmisión.

REGLA 5-4-3 Si un repetidor detecta muchas colisiones de datos en uno de sus puertos, asume que el conflicto se ha producido en ese segmento y lo aísla del resto. De esta forma se evita que el incidente se propague al resto de la red. Un repetidor es la expresión mínima de un concentrador, o también se puede decir, que un concentrador es un repetidor multipuerto. Además de ventajas los repetidores también tienen inconvenientes derivados principalmente del hecho de que introducen un pequeño retardo en los datos. Si el número de repetidores usado es elevado, el retardo introducido empieza a ser considerable y puede darse el caso de que el sistema de detección de colisiones (CSMA/CD) no funcione adecuadamente y se produzcan transmisiones erróneas.

REGLA 5-4-3 La regla limita el uso de repetidores y dice que entre dos equipos de la red no podrá haber más de 4 repetidores y 5 segmentos de cable. Igualmente sólo 3 segmentos pueden tener conectados dispositivos que no sean los propios repetidores, es decir, 2 de los 5 segmentos sólo pueden ser empleados para la interconexión entre repetidores. Es conveniente señalar que para contar el número de repetidores no se cuenta el total de los existentes en la red, sino sólo el número de repetidores entre dos puntos cualquiera de la red.

VELOCIDAD En la actualidad han surgido nuevas especificaciones basadas en Ethernet que permiten transmitir datos a mayor velocidad como son: Ethernet de 100 Mbits/s(100 BaseX o Fast Ethernet). Esta especificación permite velocidades de transferencia de 100 Mbits/s sobre cables de pares trenzados, directamente desde cada estación. El sistema 100 BaseX tiene la misma arquitectura que 10 Base-T con la diferencia de usar componentes que son capaces de transferir la información a 100 Mbits/s. Partiendo de una LAN montada con los requerimientos de una 10 Base-T, únicamente se requiere la sustitución de los concentradores y las tarjetas de red de las estaciones.

VELOCIDAD Casi todos los componentes usados en nuestro proyecto, soportan esta especificación. Desde el cable hasta las rosetas y conectores, pasando por las tarjetas de red. La única excepción es el concentrador. Esto en principio limita la velocidad de la LAN a 10 Mbits/s. Para convertirlo en 100 BaseX y por lo tanto aumentar la velocidad de la LAN simplemente habrá que sustituir el concentrador por uno de 100 Mbits/s. Será el uso diario, el que nos demandará o no el aumento de velocidad. Seguro que también influye la previsible bajada de precios que deben de experimentar estos dispositivos.

VELOCIDAD PUENTES Y CONMUTADORES
Son dispositivos que aumentan la flexibilidad para topologías de red y mejoran sus prestaciones. Tanto los puentes como los conmutadores disponen de canales de comunicación de alta velocidad en su interior que conmutan el tráfico entre las estaciones conectados a ellos. Incrementan la capacidad total de tráfico de la red dividiéndola en segmentos más pequeños, y filtrando el tráfico innecesario, bien automáticamente o bien en función de filtros definidos por el administrador de la red, haciéndola, en definitiva, más rápida y eficaz. Esto permite que cada segmento disponga de un canal de 10Mbits/s (o de 100 Mbits/s si el dispositivo está diseñado para esta velocidad), en lugar de un único canal para todos los nodos de la red.

VELOCIDAD PUENTE O BRIDGE
Los puentes (bridges) se usan para la conexión de redes diferentes como por ejemplo Ethernet y Fast Ethernet. Igual que los repetidores, son independientes de los protocolos, y retransmiten los paquetes a la dirección adecuada basándose precisamente en esta, en la dirección de destino (indicada en el propio paquete). Su diferencia con los repetidores consiste en que los puentes tienen cierta "inteligencia", que les permite reenviar o no un paquete al otro segmento; cuando un paquete no es retransmitido, decimos que ha sido filtrado. Esos filtros pueden ser automáticos, en función de las direcciones de los nodos de cada segmento que los puentes "aprenden" al observar el tráfico de cada segmento, o pueden ser filtros definidos por el administrador de la red, en función de razones de seguridad, organización de grupos de trabajo en la red, limitación de tráfico innecesario, etc. Otra importante diferencia es que con los repetidores, el ancho de banda de los diferentes segmentos es compartido, mientras que con los puentes, cada segmento dispone del 100% del ancho de banda.

VELOCIDAD Su filosofía impide que las colisiones se propaguen entre diferentes segmentos de la red, algo que los repetidores son incapaces de evitar. Habitualmente, los puentes de una red se enlazan entre sí con topología de bus y a su vez se combinan con concentradores mediante una topología de estrella. En nuestro proyecto no se usarán bridges debido a que la arquitectura necesaria para resolver las necesidades de las redes a implementar en los centros, no los requiere.

VELOCIDAD SWITCH O CONMUTADOR
Es un dispositivo similar a un concentrador que dispone de las características antes mencionadas de canales de alta velocidad en su interior y capacidad de filtrado del tráfico. Cuando un paquete es recibido por el conmutador, éste determina la dirección fuente y destinataria del mismo; si ambas pertenecen al mismo segmento, el paquete es descartado; si son direcciones de segmentos diferentes, el paquete es retransmitido sólo al segmento destino (a no ser que los filtros definidos lo impidan). Los conmutadores son, en cierto modo, puentes multipuerto. La diferencia fundamental, teóricamente, entre puentes y conmutadores, es que los puentes reciben el paquete completo antes de proceder a su envío al puerto destinatario, mientras que un conmutador puede iniciar su reenvío antes de haberlo recibido por completo. Ello redunda, evidentemente, en una mejora de prestaciones.

VELOCIDAD ¿CÓMO AFECTA LA REGLA 5-4-3?
Con el uso de repetidores existe un límite en la cantidad de nodos que pueden conectarse a una red. El uso de conmutadores y puentes permiten a la LAN crecer significativamente. Esto se debe a que ambos poseen la virtud de soportar segmentos completos en cada uno de sus puertos, o sea, que cada puerto de un switch o bridge es una red separada a nivel de colisiones. Son capaces de separar la red en dominios de colisión. Si una red excede la regla se puede resolver el problema usando un switch o un bridge en el lugar adecuado. Un ejemplo puede ser la red siguiente que no cumple la regla. Se podría respetar esa arquitectura simplemente con sustituir el concentrador raíz o principal por un switch. De esta forma tendríamos dos redes separadas a nivel de colisiones aunque unidas a nivel de datos y en ambas se cumpliría la regla

Fibra Óptica Fibra Óptica.
La fibra óptica es 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 ser láser o un LED.

Fibra Óptica Tipos de fibra óptica: Fibra Multimodo:
Es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Su distancia máxima es de 2 km y usan diodos láser de baja intensidad.

Fibra Óptica Fibra Monomodo:
Es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Permiten alcanzar grandes distancias (hasta 300 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gb/s).

Fibra Óptica Beneficios de la fibra óptica
Su ancho de banda es muy grande, gracias a técnicas de multiplexación por división de frecuencias. Es inmune totalmente a las interferencias electromagnéticas Es Segura, no es posible acceder a los datos trasmitidos por métodos no destructivos. Baja Atenuación.

Fibra Óptica Se puede instalar en lugares donde puedan haber sustancias peligrosas o inflamables. Es Ligera. Diez veces más que el cable coaxial. Libre de Corrosión. Son pocos los agentes que atacan al cristal de silicio.

Fibra Óptica Desventajas de la fibra óptica
La alta fragilidad de las fibras. Necesidad de usar transmisores y receptores más caros. Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar. La necesidad de efectuar procesos de conversión eléctrica-óptica.

Consideraciones de la Fibra Óptica
1-Se puede emplear WDM (Wavelength Division Multiplexing) para aumentar la cantidad de información transmitida 2-Utiliza Injection Laser Diode (ILD) Más eficiencia Mayor taza de transmisión 3-Utiliza diodos LED (Light Emitting Diode) Amplio rango operativo de temperatura 4-Actúa como guía de ondas para señales entre 1014 a 1015 Hz Incluye porciones de luz visible e infrarrojo

Consideraciones de la Fibra Óptica
El cable de fibra óptica se utiliza si: Necesita transmitir datos a velocidades muy alta y a grandes distancias en un medio muy seguro. El cable de fibra óptica no se debe utiliza si: Tiene un presupuesto limitado. No tiene el suficiente conocimiento para instalar y conectar los dispositivos de forma apropiada.

Aplicaciones de la Fibra Óptica
Telecomunicaciones Internet: el servicio de conexión a Internet por fibra óptica, es sin lugar a dudas una herramienta muy rápida para navegar, puesto que elimina la lentitud del trato de información. La conexión de Internet mediante fibra óptica a parte de ser mucho mas rápida, no nos plantea un gran problema que sucede con el método convencional: caerse de la red continuamente.

Redes: la fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia.

La fibra óptica ha ganado gran importancia en el campo de las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios.

Telefonía: con motivo de la normalización de interfaces existentes, se dispone de los sistemas de transmisión por fibra óptica para los niveles de la red de telecomunicaciones públicas en una amplia aplicación, contrariamente para sistemas de la red de abonado (línea de abonado), hay ante todo una serie de consideraciones.

Una ventaja del teléfono mediante fibra óptica es la posibilidad de establecer conexión de Internet y teléfono al mismo y con tan solo una línea. Esto no sería posible en una línea de teléfono convencional debido a lo reducido de su ancho de banda para transmitir información.

Otras aplicaciones en las telecomunicaciones son: Televisión. Banco en casa. Telecompras. Telemedida. Radio Digital. Web TV.

Medicina: Complementa a la radiología, al proporcionar visiones cercanas y amplificadas de puntos concretos y permitir la toma de muestras. El fibroscopio es particularmente útil para la detección de cánceres y úlceras en estado inicial que no son visibles a través de rayos X.

Los fibroscopios realizados con ayuda de las técnicas óptico electrónicas cuentan con un extremo fijo o adaptable para la inserción de agujas, pinzas para toma de muestras, electrodos de cauterización, tubos para la introducción de anestésicos, evacuación de líquidos, etc. Una fibra se encarga de transportar la luz al interior del organismo y la otra lleva la imagen a un monitor.

Arqueología: En este campo, la fibra óptica se usa habitualmente con el fin de poseer un acceso visual a zonas que son inaccesibles mediante otros sistemas. Como en medicina también se usa un endoscopio.

Sensores de fibra óptica: Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico. Los sensores de fibra óptica para la temperatura y la presión se han desarrollado para pozos petrolíferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de semiconductores.

Modos de Transmisión de la Fibra Óptica

Modos de Transmisión de la Fibra Óptica
Multimodo de índice discreto: Múltiples rayos se pueden transmitir. Existe distorsión de retardo. Multimodo de índice gradual: Mejor enfoque de los rayos. Monomodo: Mayor velocidad de transmisión al no existir distorsión de retardo.

Guía de Onda Definición
Una guía de onda es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas. Puede ser definida como una estructura destinada a la propagación dirigida y acotada de radiación electromagnética. El medio dieléctrico en el que esta propagación se produce esta limitado, ya sea por un material conductor (para microondas y radiofrecuencia), ya sea por otro dieléctrico (para frecuencias ópticas).

Guía de Onda Las guías de onda son muy adecuadas para transmitir señales debido a sus bajas pérdidas. Por ello, se usan en microondas a pesar de su ancho de banda limitado y volumen, mayor que el de líneas impresas o coaxiales para la misma frecuencia.

Guía de Onda Guía de onda elíptica:
Es la recomendada para la mayoría de los sistemas de antenas en el rango de frecuencia entre GHz. Largas, continuas, y flexibles, resulta menos costosa y mas fácil de instalar comparada con las guías rígidas. El ensamblaje se realiza cortando la guía de onda a la longitud especificada y terminada con conectores.

Guía de Onda Guía de onda rectangular:
Se utiliza en sistemas de guías de ondas elípticas y circulares como conexión con la antena o con los equipos de radio. Esta formado por los elementos como codos, ventanas de presión, twists etc.

Guía de Onda Guía de onda circular:
Minimiza las atenuaciones y es particularmente recomendado para tramos verticales largos. Una sola guía de onda puede transportar dos polarizaciones con una aislamiento de 30dB. Las guías de onda circulares son recomendadas para sistemas donde la baja atenuación es critica o donde se necesite capacidad multibanda.

Conectores para los médios guiados
RJ-45(Registered Jack): La RJ-45 es una interfaz física comúnmente usada para conectar redes de cableado estructurado, (categorías 4, 5, 5e, 6 y 6a). RJ es un acrónimo inglés de Registere Jackque a su vez es parte del Código Federal de Regulaciones de Estados Unidos.

Posee ocho "pines" o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado.

Conector RCA : es un tipo de conector eléctrico común en el mercado audiovisual. El nombre "RCA" deriva de la Radio Corporation of America, que introdujo el diseño en los En muchas áreas ha sustituido al conector típico de audio (jack), muy usado desde que los reproductores de casete se hicieron populares, en los años 1970.

Ahora se encuentra en la mayoría de televisores y en otros equipos, como grabadores de vídeo o DVDs.

Conectores de cable para fibra óptica: ST y SC: Los conectores más comunes usados en la fibra óptica para redes de área local son los conectores ST y SC. El conector SC (Set and Connect) es un conector de inserción directa que suele utilizarse en conmutadores Ethernet de tipo Gigabit. SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.

El conector ST (Set and Twist) es un conector similar al SC, pero requiere un giro del conector para su inserción, de modo similar a los conectores coaxiales. ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad

Conectores para los medios guiados
FC: que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones. FDDI: se usa para redes de fibra óptica. LC y MT- Array: que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos. SC y SC-Dúplex: se utilizan para la transmisión de datos. ST o BFOC: se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

fibra óptica de tipo SC (a la izquierda) Conectores para fibra óptica de tipo ST (a la derecha) Conectores para fibra óptica de tipo LC

Microondas terrestre Un sistema de microondas consiste de tres componentes principales: una antena con una corta y flexible guía de onda, una unidad externa de RF (Radio Frecuencia) y una unidad interna de RF. Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son capaces de conectar dos localidades entre 1 y 15 millas de distancia una de la otra. El equipo de microondas que opera entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a distancias entre 20 y 30 millas.

Microondas terrestre Un microondas terrestre provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line -of- Sight , LOS) usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM) o digital.

Microondas terrestre d = 7.14 Kh ( Km.)
Las antenas de microondas se sitúan a una altura apreciable sobre el nivel del suelo para con ello conseguir mayores separaciones entre ellas, y para evitar posibles obstáculos en la transmisión. Si no hay Obstáculos intermedios, la distancia máxima entre antenas es: d = 7.14 Kh ( Km.)

Microondas terrestre Al igual que en cualquier sistema de transmisión, La principal causa de pérdidas en las microondas es la atenuación. Para las microondas (y también para la banda de frecuencias de radio), las pérdidas o atenuación se pueden expresar como: L = 10 log10 (4πd / λ)2 ( dB.)

Microondas terrestre Donde d es la distancia y λ es la longitud de onda, expresadas en las mismas unidades. Por tanto, las pérdidas varían con el cuadrado de la distancia. Pero en el cable coaxial y el par trenzado, las pérdidas tienen una dependencia logarítmica con la distancia.

Valores de microondas digitales típicos.
Microondas terrestre Valores de microondas digitales típicos.

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.

Las comunicaciones satelitales son una revolución tecnológica de igual magnitud que las fibras ópticas, entre las aplicaciones más importantes para los satélites tenemos: Difusión de televisión, transmisión telefónica a larga distancia y redes privadas entre otras. 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.

Ondas de Radio Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética . Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible. Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones.

Ondas de Radio Las ondas de radio tienen longitudes que van de tan sólo unos cuantos milímetros (décimas de pulgadas), y pueden llegar a ser tan extensas que alcanzan cientos de kilómetros (cientos de millas). En comparación, la luz visible tiene longitudes de onda en el rango de 400 a 700 nanómetros, aproximadamente menos que la longitud de onda de las ondas de radio.

Ondas de Radio Las ondas de radio transmiten música, conversaciones, imágenes y datos de forma invisible a través del aire, y lo suele hacer frecuentemente por miles de kilómetros ocurre todos los días en cientos de formas diferentes. Aunque estas ondas de radio son invisibles e indetectables por el ser humano, han cambiado totalmente la sociedad.

Ondas de Radio No importa si hablamos de teléfonos móviles, teléfonos inalámbricos, emisoras de radio, o cualquier otra tecnología sin cables, todas usan ondas de radio para comunicarse.

Ondas de Radio La lista de dispositivos que utilizan las ondas de radio es inacabable, donde desde los radares hasta los microondas dependen de este tipo de ondas. Las comunicaciones y los satélites de navegación serían imposibles sin las ondas de radio, como también lo sería la aviación moderna – un avión depende de docenas de sistemas de radio diferentes.

Ondas de Radio En la transmisión por radio, las ondas electromagnéticas se producen mediante el empleo de antenas y una fuente de corriente alterna normalmente de alta frecuencia. Cuando la fuente se conecta a la antena, ésta se encarga de convertir la energía eléctrica (corriente) que percibe en energía electromagnética (ondas de radio), que tiene la propiedad de propagarse a través del espacio libre. Para una conversión eficiente, la longitud física L de la antena (dipolo) debe ser del orden de magnitud de la longitud de onda que corresponde a la frecuencia de la señal que se transmite. Exactamente L debe ser: L = λ / 2

Ondas de Radio Así, si la señal de alta frecuencia (portadora) que se genera se modula con la información que se desea transmitir, las ondas de radio llevara impresa esta información pudiendo transportarla a cualquier punto. El alcance de la transmisión dependerá, por supuesto, de la potencia de señal modulada que se produce.

Ondas de Radio A mayor potencia más lejos se transmite la información. La fuente de radio conectada a la antena constituye lo que se conoce como estación transmisora y, de acuerdo con las ondas que propagan, las antenas pueden ser: De baja frecuencia. De alta, muy alta y ultra alta frecuencia. De microondas. De satélite.

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