Medios No guiados: Inalámbricos

Presentación del tema: "Medios No guiados: Inalámbricos"— Transcripción de la presentación:

1 Medios No guiados: Inalámbricos
Ondas de Radio Microndas Infrarojo

2 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

3 MARCONI Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados
San Luis Potosí Carlos Canto Q.

4 Transmisión Inalámbrica Radio ondas Microondas Infrarrojos
Transmisión Inalámbrica de ondas Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Transmisión Inalámbrica Radio ondas Microondas Infrarrojos San Luis Potosí Carlos Canto Q.

5 Medios no Guiados Transmisión y recepción por medio de una antena.
Comunicación de datos Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Medios de comunicación No guiados Medios no Guiados Transmisión y recepción por medio de una antena. En transmisión direccional las antenas deben estar alineadas. En transmisión omnidireccional la señal se propaga en toda dirección.    San Luis Potosí San Luis Potosí Carlos Canto Q. Carlos Canto Q.

6 Espectro Electromagnético para comunicación inalámbrica
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Espectro Electromagnético para comunicación inalámbrica Ondas de luz Radio ondas y microondas San Luis Potosí Carlos Canto Q.

7 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

8 Generación de ondas electromagnéticas
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Generación de ondas de radio Un flujo de corriente eléctrica genera un campo magnético ( Regla de la mano derecha) Un campo eléctrico es generado en la dirección de bloqueo de cambio en el campo magnético Un campo magnético es generado en la dirección de bloqueo de cambio en el campo eléctrico La generación de un campo eléctrico y un campo magnético son repetidos alternadamente                                                                                                                                                                                   Generación de ondas electromagnéticas San Luis Potosí Carlos Canto Q.

9 Generación de ondas de radio
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Generación de ondas de radio San Luis Potosí Carlos Canto Q.

10 Onda Electromagnética
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Onda Electromagnética San Luis Potosí Carlos Canto Q.

11 La velocidad es la misma que la de la luz, es decir 300.000 Km/seg.
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Las ondas de Radio son un tipo de ondas electromagnéticas, lo cual confiere tres ventajas importantes: No es necesario un medio físico para su propagación, las ondas electromagnéticas pueden propagarse incluso por el vacío. La velocidad es la misma que la de la luz, es decir Km/seg. Objetos que a nuestra vista resultan opacos son transparentes a las ondas electromagnéticas. No obstante las ondas electromagnéticas se atenúan con la distancia, de igual forma y en la misma proporción que las ondas sonoras. Pero esta desventaja es posible minimizarla empleando una potencia elevada en la generación de la onda, además que tenemos la ventaja de la elevada sensibilidad de los receptores. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

12 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Las ondas de radio son generadas aplicando una corriente alterna de radiofrecuencia a un antena. La antena es un conductor eléctrico de características especiales que debido a la acción de la señal aplicada genera campos magnéticos y eléctricos variables a su alrededor, produciendo la señal de radio en forma de ondas electromagnéticas. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

13 Métodos de Propagación
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Estas ondas se transmiten desde un punto central (la antena emisora) de forma radial y en todas direcciones, pero podemos diferenciar tres formas de transmisión: San Luis Potosí Carlos Canto Q.

14 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Onda de tierra: En principio las ondas de radio se desplazan el línea recta, atravesando la mayoría de los objetos que estén en su camino con mayor o menor atenuación. Las pérdidas por dicha atenuación dependen de la frecuencia de la transmisión y de las características eléctricas de la tierra o el material atravesado. En términos generales a menor frecuencia mayor es el alcance de la onda y cuanta menor sea la densidad del material más fácil será atravesarlo. Parte de esta onda es reflejada por la superficie terrestre. Onda visual o directa: Es refractada en la baja atmósfera (refracción troposférica) debido a los cambios en la conductividad relativa en sus capas. Onda espacial: La atenuación en el aire es muy pequeña, lo que hace que la onda pueda alcanzar las capas altas de la atmósfera (ionosfera) y ser reflejada en su mayor parte de vuelta a tierra. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

15 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados El mayor inconveniente que tendremos es que la transmisión de estos tres frentes no se hace a la misma velocidad, ya que las ondas reflejadas se retrasan con respecto a la onda directa, produciéndose un desfase que genera ruido (e incluso llegando a anular la onda si el desfase es de 180 grados). Para reducir este efecto hay que elevar la antena, ya que aumentando la altura se disminuye el ángulo de desfase. Otro inconveniente es que en onda media la onda espacial no regresa a tierra durante el día pero sí durante la noche, debido a que la altura de la ionosfera se reduce. En cuanto a onda corta tenemos adicionalmente el inconveniente que a partir de una frecuencia crítica las ondas no son reflejadas a tierra y escapan al espacio. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

16 Transmisión a larga distancia
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Transmisión a larga distancia Basándonos en el efecto de refracción en la ionosfera y en la capa terrestre es posible transmitir a largas distancias. Para ello debemos emplear ondas de gran energía y de baja frecuencia. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

17 Métodos de Propagación
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

18 Bandas Banda Rango Propagación Applicación VLF 3–30 KHz Terrestre
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Banda Rango Propagación Applicación VLF 3–30 KHz Terrestre Radio-navegación de largo alcance LF 30–300 KHz Radio faro y localizadores de navegación MF 300 KHz–3 MHz Cielo Radio AM HF 3–30 MHz Banda Civil (CB), ship/aircraft communication VHF 30–300 MHz Cielo y Línea de Vista VHF TV, FM radio UHF 300 MHz–3 GHz Linea-de- vista UHF TV, telefonía celular, Localizador, satelite SHF 3–30 GHz Communicación Satelital EHF 30–300 GHz San Luis Potosí Carlos Canto Q.

19 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Note: Las ondas de Radio son usados para comunicaciones multicast, tales como radio, TV y sistemas de paging. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

20 Omnidirectional antennas
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

21 Unidirectional antennas
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

22 LAS MICROONDAS Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados
San Luis Potosí Carlos Canto Q.

23 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Note: Las Microondas son usadas para comunicación multicast tales como en teléfonos celulares, redes satelitales, y redes locales (LAN’s) inalámbricas San Luis Potosí Carlos Canto Q.

24 Distancia de separación entre antenas de microondas
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Distancia de separación entre antenas de microondas d h                                                h = altura de la antena (m)    k = 1 si no consideramos los efectos de la gravedad. d=7.14(k·h)½. Generalmente se toma k = 4/3 San Luis Potosí Carlos Canto Q.

25 Atenuación en microondas
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Atenuación en microondas La atenuación depende directamente de la longitud de onda de la señal, directamente proporcional del cuadrado de la distancia, así como de las condiciones meteorológicas: a partir de los 10 GHz aumenta mucho la atenuación a causa de la lluvia. La expresión general de la atenuación con la distancia es:  L(dB) = 10 log ( 4pd/l)2            San Luis Potosí Carlos Canto Q.

26 Pérdidas de propagación
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Pérdidas de propagación En el espacio libre (espacio en el que no hay nada que obstruya el progreso de la radio onda), las ondas de radio decaen proporcionalmente al cuadrado de la distancia,e inverasmente proporcional al cuadrado de la longitud de onda de la onda de radio. Si le llamamos L a la relación entre potencia efectiva recibida Wr y la potencia transmitida Wt, y f (Hz) a la frecuencia, distancia d (m), longitud de onda l (m), y la ganancia absoluta de las antenas transmisora y receptora Gt y Gr dados en dB, tenemos: San Luis Potosí Carlos Canto Q.

27 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

28 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes Telefonía básica (canales telefónicos) Datos Telégrafo/Telex/Facsímile Canales de Televisión. Video Telefonía Celular (entre troncales) San Luis Potosí Carlos Canto Q.

29 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema de microondas. Como por ejemplo, no se recomienda instalar sistemas en lugares donde llueva mucho; en este caso deben usarse radios con frecuencias bajas (es decir menores a 10 GHz). La consideraciones en terreno incluyen la ausencia de montañas o grandes cuerpos de agua las cuales pueden ocasionar reflecciones de multi-trayectorias. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

30 Comunicación vía satélite
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Comunicación vía satélite Ventajas Gran ancho de banda Gran cobertura nacional e internacional Costo insensible a la distancia San Luis Potosí Carlos Canto Q.

31 DESVENTAJAS Costo de operación mensual muy alto.
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados DESVENTAJAS Costo de operación mensual muy alto. Retardo de 1/2 segundo Inversión inicial en equipo de comunicaciones muy costoso (estaciones terrenas y demás dispositivos). Muy sensible a factores atmosféricos San Luis Potosí Carlos Canto Q.

32 DESVENTAJAS Requiere de personal especializado
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados DESVENTAJAS Sensible a la interferencia , ruido y a eclipses Requiere de personal especializado El mantenimiento corre a cargo del usuario No recomendable para aplicaciones de voz Hace uso del espectro radioeléctrico San Luis Potosí Carlos Canto Q.

33 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

34 Bandas de microondas Banda. Frecuencias. L 1 - 2 GHz S 2 - 4 GHz C
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Bandas de microondas Banda. Frecuencias. L 1 - 2 GHz S 2 - 4 GHz C 4 - 8 GHz X GHz Ku GHz K GHz Ka GHz San Luis Potosí Carlos Canto Q.

35 TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (CON RESPECTO A SU DISTANCA A LA TIERRA)
Comunicación de Datos Satélites TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES (CON RESPECTO A SU DISTANCA A LA TIERRA) San Luis Potosí Carlos Canto Q.

36 Comunicación vía satélite
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Comunicación vía satélite San Luis Potosí Carlos Canto Q.

37 Enlace satelital Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados Enlace satelital San Luis Potosí Carlos Canto Q.

38 Comunicación vía satélite
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Comunicación vía satélite La separación de 3º entre satélites permite evitar interferencia entre satélites: 3º San Luis Potosí Carlos Canto Q.

39 Diferencia entre enlace satelital y micro-ondas:
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Diferencia entre enlace satelital y micro-ondas: San Luis Potosí Carlos Canto Q.

40 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados EL TRANSPONDER Para evitar interferencia interna en el equipo transmisor/receptor se usan frecuencias diferentes a la subida y la bajada: fsubida > fbajada B = 500 MHz Txd Rxd El transponder se encarga de transladar la información de la f subida a la f bajada San Luis Potosí Carlos Canto Q.

41 Frecuencias asignadas en banda C: 5.725 GHz < fsubida < 7.75 GHz
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Frecuencias asignadas en banda C: 5.725 GHz < fsubida < 7.75 GHz 3.4 GHz < fbajada < 4.8 GHz El ancho de banda del satélite se divide en bandas, asignadas a un transponder San Luis Potosí Carlos Canto Q.

42 Banda C: Transmisión: entre 6,125 y 6,425 Ghz
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Banda C: Transmisión: entre 6,125 y 6,425 Ghz Recepción: entre 3,9 y 4,2 GHz 6,125 y 6,425 Ghz 3,9 y 4,2 GHz San Luis Potosí Carlos Canto Q.

43 Banda KU: Transmisión: 14 Ghz Recepción: entre 11,7 y 12,2 GHz
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Banda KU: Transmisión: 14 Ghz Recepción: entre 11,7 y 12,2 GHz 14 Ghz entre 11,7 y 12,2 GHz San Luis Potosí Carlos Canto Q.

44 BANDAS DE FRECUENCIAS DE LOS SATÉLITES MEXICANOS (Solidaridad I y II)
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados BANDAS DE FRECUENCIAS Banda C: Transmisión: entre 6,125 y 6,425 Ghz Recepción: entre 3,9 y 4,2 GHz Banda Ku: Transmisión: 14 Ghz Recepción: entre 11,7 y 12,2 GHz BANDAS DE FRECUENCIAS DE LOS SATÉLITES MEXICANOS (Solidaridad I y II) BANDA Rango de Frecuencias Tx (GHz) Rx (GHz) L C Ku San Luis Potosí Carlos Canto Q.

45 Fibra óptica vs. vía satélite
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Fibra óptica vs. vía satélite Ventajas de la fibra óptica Desventajas de la fibra óptica Gran ancho de banda Inmunidad a la interferencia y ruido Bajo costo inicial en equipo de comunicaciones No requiere personal especializado No hay costos por el mantenimiento de la línea. No usa el espectro radioeléctrico No existe retardo Cobertura limitada (del cableado) Alto costo de operación mensual Costos dependientes de la distancia Requiere contratación de la línea ante una compañía telefónica San Luis Potosí Carlos Canto Q.

46 Fibra óptica vs. vía satélite
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Fibra óptica vs. vía satélite Desventajas vía satélite Ventajas vía satélite Costo de operación mensual muy alto. Retardo de 1/2 segundo Inversión inicial en equipo de comunicaciones muy costoso (estaciones terrenas y demás dispositivos). Muy sensible a factores atmosféricos Sensible a la interferencia y ruido Sensible a eclipses Requiere de personal especializado El mantenimiento corre a cargo del usuario No recomendable para aplicaciones de voz Hace uso del espectro radioeléctrico Gran ancho de banda Gran cobertura nacional e internacional Costo insensible a la distancia San Luis Potosí Carlos Canto Q.

47 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Los Infrarrojos Las señales infrarrojas pueden ser usadas para comunicación de corto alcance en un área cerrada usando propagación Línea de vista. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

48 El Espectro de la Luz y la Respuesta del Ojo Humano
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados El Espectro de la Luz y la Respuesta del Ojo Humano San Luis Potosí Carlos Canto Q.

49 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados El standard RC-5 some quasi-standards do exist. These include RC-5, RC-6, and REC-80. In addition, many manufacturers such as NEC have also established their own standards. The RC-5,developed by Philips, is a biphase code in which each bit has a uniform duration. The logical value of the bit is based on a transition that occurs in the middle of the defined time interval assigned to each bit. A high-to-low transition defines a “0" and a low-to-high transition defines a “1". If two or more of the same bit are sent, a transition at the beginning of each bit time is needed to set the signal to the proper start level San Luis Potosí Carlos Canto Q.

50 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados El standard RC-5 In the RC-5 standard, every command is 14 bits long. The first two bits are initialization or start bits. These allow the receiver to synchronize to the transmitter and adjust the automatic gain control. The next bit, the toggle bit, changes state with every new key press. This enables the receiver to unambiguously recognize that a particular key has been pressed multiple times in succession. The toggle bit is followed by an identifying address which allows the remote control to identify which device (TV, VCR, CD Player etc.) should respond to the command. The address is followed a code sequence identifying the button pressed. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

51 El standard RC-5 Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados El standard RC-5 San Luis Potosí Carlos Canto Q.

52 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

53 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados The basic timing is derived from a 36KHZ oscillator. The code is transmitted in biphase format. In this system, a logic 1 is transmitted as a half bit time without signal, followed by a half bit time with signal. A logic 0 has exactly the opposite structure. Each half bit consists of 32 shorter pulses. Each transmitted bit has a length of msec, the shorter pulses have a pulse width of msec on time and msec off time. A complete dataword has a length of msec, and is always transmitted completely. If the key is held pressed the code is repeated in intervals of 64 bit times (ie msec). San Luis Potosí Carlos Canto Q.

54 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados The RC5 code allows 2048 commands to be transmitted divided into 32 addressable groups of 64 commands each. Command code Function standby mute presets volume + volume - brightness + brightness - colour saturation + colour saturation - bass + These have been assigned as follows: System address Equipment TV set Teletext Video recorder experimental preamplifier receiver/tuner tape/cassette recorder experimental bass - treble + treble - balance right balance left pause fast reverse fast forward play stop record system select San Luis Potosí Carlos Canto Q.

55 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados RC-6 Recently introduced by Philips, the originator of RC-5, the new RC-6 expands on the structure of the RC-5. Each command consists of a header field, control field, and information field, with a defined “signal free time” between commands. The information field, which may be one to sixteen bytes in length, is designed to accommodate the complex needs of the upcoming generation of remote controls San Luis Potosí Carlos Canto Q.

56 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados REC-80 Popularized by Panasonic, the REC-80 code uses space width modulation. Each bit consists of a high level of fixed time T, followed by a low level that varies in width. A space that is 2T represents a logic “0", and a space that is 3T represents a logic “1". (Note that a “1" has a longer space than a “0," even though the pulses are the same length.) San Luis Potosí Carlos Canto Q.

57 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados SONY Sony uses a pulse-coded signal in which the length of the pulse is varied, and the length of the space is constant. In addition to these various encoding techniques, different manufacturers will change the length of the preamble, address, and data, and may add redundant bits for error checking. Some also include “change bits” which allow the receiver to detect if a button is depressed twice. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

58 SONY Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados
CD mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 +10 REPEAT A -> B SHUFFLE F.REV F.FWD PLAY REV FWD PAUSE STOP TUNER mode SONY Binary codes for SONY remote control San Luis Potosí Carlos Canto Q.

59 REMOTE CONTROL CIRCUITS
Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados REMOTE CONTROL CIRCUITS Thanks to today’s sophisticated integrated circuits, remote controls consist of little more than a keypad and an “Application Specific Integrated Circuit.” A typical circuit diagram using the Innotech Systems’ IC4001 is shown below. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

60 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

61 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados San Luis Potosí Carlos Canto Q.

62 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Infrarrojo/Laser Las transmisiones de laser de infrarrojo directo envuelven las mismas técnicas empleadas en la transmisión por fibra óptica, excepto que el medio en este caso es el aire libre. El láser tiene un alcance de hasta 10 millas, aunque casi todas las aplicaciones en la actualidad se realizan a distancias menores de una milla. Típicamente, las transmisiones en infrarrojo son utilizadas donde la instalación de cable no es factible entre ambos sitios a conectar. Las velocidades típicas de transmisión a esas distancias son 1.5 Mbps. La ventaja del laser infrarrojo es que no es necesario solicitar permiso ante las autoridades para utilizar esta tecnología. Debe de tenerse mucho cuidado, en la instalación ya que los haces de luz pueden dañar al ojo humano. Por lo que se requiere un lugar adecuado para la instalación del equipo. Ambos sitios deben de tener línea de vista. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

63 Comunicación de datos Medios de comunicación No guiados Infrarrojo/Laser Para distancias cortas las transmisiones vía laser/infrarrojo son una excelente opción. Lo cual resulta en poco tiempo más económico que el empleo de estaciones terrenas de microondas. Se utiliza bastante para conectar LANs localizadas en diferentes edificios. San Luis Potosí Carlos Canto Q.

64 Infrarrojo/Laser Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados Infrarrojo/Laser Fabricante: Cablefree Solutions Ltd. Modelo: Cablefree 622 Velocidad: 1 a 622 Mbps en rangos de 200 m, 500m, 1 Km y 2 Km. Longitud de Onda de operación: 785nm Fabricante: CANON, Inc. Modelo: Canobeam III, DT-50 series Velocidad: hasta 622Mbps hasta 2 km. Redes soportadas: ATM, FDDI, y Fast Ethernet. Longitud de Onda de operación: nm Fabricante: FSona Optical Wireless Modelo: SONAbeam 52-M Velocidad: 1.5 a 52 Mbps a 200 a 4250 metros Redes soportadas: N x T1/E1, DS3, E3, OC-1/STM-0 y SONET SDH standards. Longitud de Onda de operación: 1550 nm San Luis Potosí Carlos Canto Q.