TECNOLOGÍAS DE TELECOMUNICACIONES Conceptos Básicos Transmisión – Banda Ancha.

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1 TECNOLOGÍAS DE TELECOMUNICACIONES Conceptos Básicos Transmisión – Banda Ancha

2 EMISOR Sistema que:  codifica un mensaje mediante un sistema de codificación predefinido.  modula (transforma) el mensaje en una señal apta para ser transmitida.  transmite el mensaje a un canal en forma de señales. Elementos Básicos de las Comunicaciones

3 CANAL  Vía de comunicación que contempla los aspectos:  Físico: dedicado a la generación, transmisión y detección de señales codificadas con información, buscando: Calidad: aptitud de reconocer señales sin errorCalidad: aptitud de reconocer señales sin error VelocidadVelocidad  Lógico (o de información): dedicado a la forma de codificar información en las señales Elementos Básicos de las Comunicaciones

4 RECEPTOR Sistema que detecta señales en el canaldetecta señales en el canal demodula (transforma la señal recibida en mensaje)demodula (transforma la señal recibida en mensaje) decodificadecodifica Elementos Básicos de las Comunicaciones

5 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN  Son conjuntos de normas para el intercambio de información, consensuadas por las partes comunicantes.  En términos informáticos, una normativa necesaria de actuación para que los datos enviados se reciban de forma adecuada.  Hay protocolos de muy diversos tipos, que se ocupan por ej. de: Asegurar que el orden de los paquetes recibidos concuerde con el de emisión.Asegurar que el orden de los paquetes recibidos concuerde con el de emisión. Garantizar que los datos enviados por una computadora se visualicen correctamente en el equipo receptor.Garantizar que los datos enviados por una computadora se visualicen correctamente en el equipo receptor. Elementos Básicos de las Comunicaciones

6  EIA/TIA: Asociación de Industrias Electrónicas y Asociación de la Industria de Telecomunicaciones.  IEEE: Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos.  IEEE: Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos.  FCC: Comisión Federal de Comunicaciones.  FCC: Comisión Federal de Comunicaciones.  ITU: Unión Internacional de Telecomunicaciones. ORGANISMOS INTERNACIONALES DE ESTANDARIZACIÓN DE ESTANDARIZACIÓN

7 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS  Enlaces: Tipos: Analógicos y DigitalesTipos: Analógicos y Digitales  Canales: Tipos: Materiales e InmaterialesTipos: Materiales e Inmateriales Administración: Directo y ConmutadoAdministración: Directo y Conmutado Operación: Simplex, Half Duplex y Full DuplexOperación: Simplex, Half Duplex y Full Duplex  Transmisión: Modos: Sincrónico y AsincrónicoModos: Sincrónico y Asincrónico Tecnologías:Tecnologías: SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

8 Conexión real entre dos nodos en una red  Analógico (continuo): Sistema que detecta midiendo los distintos valores de los estados que adopta sistema emisor; y los transmite en forma continua y análoga en cada instante de tiempo.  Digital (discreto): Sistema que detecta los distintos valores medidos de los estados que adopta el sistema emisor; los codifica en forma de números discretos y transmite estos códigos. TIPO DE ENLACES

9  Materiales: Propagación de señales eléctricas por conductores o cables de Plata, Oro, Cobre; o señales lumínicas como la fibra de vidrio o fibra plástica.  Inmateriales: Radiación electromagnética de ondas producidas por la oscilación o la aceleración de cargas eléctricas (radio frecuencias RF) TIPO DE CANALES

10  Directo: Se establece contacto directo entre dos corresponsales en forma permanente. Tal es el caso de los vínculos dedicados que se instalan entre dos puntos.  Conmutado: Se establece contacto a través de un conmutador que se encarga de vincular dos corresponsales en forma transitoria. Tal es el caso de los conmutadores: Por Circuito o Línea (Teléfono)Por Circuito o Línea (Teléfono) Por Mensaje (Télex)Por Mensaje (Télex) Por Paquete (Datos) (ATM - Frame Relay)Por Paquete (Datos) (ATM - Frame Relay) ADMINISTRACIÓN DE CANALES

11 Dúplex Símplex Full-Dúplex Sentido de la circulación de los mensajes Half-Dúplex OPERACIÓN DE CANALES

12  La circulación de cargas eléctricas por un conductor, genera alrededor del mismo una radiación magnética que se propaga por el aire. Una radiación magnética que incide en un conductor, induce en éste una circulación de cargas eléctricas. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

13 Forma con la que la radiación electromagnética (energía) se propaga por el espacio. Amplitud (A): Desplazamiento máximo de un punto respecto de la posición de equilibrio (punto en el que la onda pasa de positiva a negativa y viceversa. Longitud de onda (λ): Distancia entre dos puntos análogos consecutivos. Se mide en metros (m). Frecuencia (f): Número de ciclos o vibraciones por unidad de tiempo. Se mide en hercios (Hz). Velocidad (v): Velocidad con que se propaga la onda. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

14 Espectro Radioeléctrico  Espectro Radioeléctrico.- Es una representación de todas las radiaciones de origen electromagnético que existen en la naturaleza, ordenadas según su frecuencia o su longitud de onda. Por conveniencia se divide el espectro en varias regiones atendiendo a su frecuencia (Bandas de frecuencia).  Bandas de frecuencia.- Según la UIT-R se han designado 9 bandas.

15 Bandas de frecuencias

16 Dependencias Reguladoras  Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) Organismo perteneciente a las Naciones Unidas, encargado de regular las telecomunicaciones a nivel internacional. La normativa está ampliamente disponible en documentos conocidos con el nombre de Recomendaciones, agrupados por series.  Unión Internacional de Telecomunicaciones- Radiocomunicaciones (UIT-R). Es el Sector de la UIT encargado de la Radiocomunicaciones, su función es garantizar la utilización racional, equitativa, eficaz y económica del espectro de frecuencias radioeléctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones.

17 Dependencias Reguladoras  Comisión Interamericana de Telecomunicaciones (CITEL) Entidad de la Organización de los estados americanos, donde los gobiernos y el sector privado se reúnen para coordinar los esfuerzos regionales para desarrollar la Sociedad Global de la Información.  Conferencias Mundiales de Radiocomunicaciones (CMR) Es un acontecimiento fundamental para el cumplimiento de las principales responsabilidades de la UIT, a fin de garantizar la utilización racional, equitativa, eficaz y económica del espectro de radiofrecuencias.

18 Dependencias Reguladoras  Ministerio de Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información  Administrará de forma integral las tecnologías de la información, las telecomunicaciones y el espectro radioeléctrico, a través de la planificación y diseño de POLITICAS PÚBLICAS que permitan la inclusión de los ecuatorianos en la sociedad de la información.  Consejo Nacional de Telecomunicaciones (CONATEL) Ente encargado de dictar políticas y normas para regular los servicios de Telecomunicaciones. Otorga concesiones y permisos para la explotación de los servicios de Telecomunicaciones mediante procedimientos dictados por la Ley.

19 Dependencias Reguladoras  Secretaría Nacional de Telecomunicaciones (SENATEL) Ente encargado de ejecutar las políticas y resoluciones de CONATEL.  Superintendencia de Telecomunicaciones (SUPTEL) Organismo encargado de gestionar, administrar y controlar el uso del espectro radioeléctrico y de vigilar que las empresas que prestan servicios de telecomunicaciones cumplan con lo establecido en la Ley en los contratos de concesión.

20 Servicios utilizados en el Espectro Radioeléctrico 1. Servicios Radioeléctricos. 2. Servicios de Telecomunicaciones. 2.1. Servicios finales de telecomunicaciones Son aquellos servicios de telecomunicaciones que proporcionan la comunicación entre usuarios, incluidas las funciones del equipo terminal. Tales como:  Servicio de telefonía móvil celular (STMC)  Servicio Móvil Avanzado (SMA)  Telefonía Fija Local  Servicio telefónico de larga distancia internacional

21 Servicios utilizados en el Espectro Radioeléctrico  Prestación de servicios finales de telecomunicaciones a través de terminales de telecomunicaciones de uso público.  Explotación de servicios de telecomunicaciones fijo y móvil por satélites no geoestacionarios que se prestan directamente a usuarios finales a través de sistemas globales. 2.2. Servicios portadores Aquellos que proporcionan a Terceros la capacidad de transmitir voz, señales, datos, imágenes y sonidos entre puntos de terminación de una red definidos usando uno o más segmentos de una red. Los servicios de valor agregado (SVA) se incluyen también. En este grupo están: Portadores nacionales, Portadores Regionales.

22 Servicios utilizados en el Espectro Radioeléctrico  3. Sistemas de Radiocomunicación Son aquellos que fomentan el uso y explotación del espectro radioeléctrico, eficazmente, regulado por el gobierno nacional. Entre los sistemas de radiocomunicación están: Modulación digital de banda anchaModulación digital de banda ancha Sistemas comunalesSistemas comunales Sistema buscapersonasSistema buscapersonas Sistemas convencionalesSistemas convencionales Sistema troncalizadoSistema troncalizado Enlace radioeléctricoEnlace radioeléctrico Satelital privadoSatelital privado Banda ciudadanaBanda ciudadana RadioaficionadosRadioaficionados

23 Según la longitud de onda, la radiación electromagnética recibe diferentes nombres. Conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan de forma ondulatoria a velocidad constante de 300.000 km/s. Espectro Radioeléctrico

24 Multiplexación Multiplexación de canales  Cuando se transmite simultáneamente, por un mismo canal un conjunto de señales. Hay n-líneas de entrada al multiplexor, y éste se conecta a un demultiplexor, a través una línea de transmisión.  El canal es cada posible conexión, por tanto la línea de transmisión es capaz de llevar n-canales separados de voz o datos.  El multiplexor combina (multiplexación) los datos de las n- entradas y los transmite sobre la línea.  El demultiplexor acepta cadenas multiplexadas, las separa (demultiplexación) y las dirige hacia las salidas correspondientes.

25 Multiplexación  Resumiendo:  Multiplexación es la combinación de 2 o más canales en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado Multiplexor. El proceso inverso es la demultiplexación.  Cuando existe un protocolo de multiplexación que proporciona a múltiples usuarios la compartición de un medio común, ejemplo telefonía móvil o WiFi, se suele llamar Control de Acceso al medio o Método de Acceso Múltiple. Entre ellos sobresalen: FDMA, TDMA, CDMA

26 Multiplexación Técnicas de Multiplexión  1. División de frecuencias (FDM).  2. División de tiempo síncrona (TDM).  4. División de código (CDM).  5. División de longitud de onda (WDM).

27 Multiplexación División de frecuencias (FDM)  Para multiplexar varios canales juntos se les asigna a cada canal virtual un ancho de banda lo suficientemente grande para que no interfiera con los demás y mantenerlos separados.  Las frecuencias que viajan por el circuito están dividas de 4 en 4khz para cada canal.

28 Multiplexación División en el tiempo (TDM) Este método se usa para señales digitales o analógicas que previamente se hayan digitalizado. Consiste en transmitir varias señales por un mismo canal físico, mezclando a distintos intervalos de tiempo (time slot), distintas partes o porciones de la señal. La mezcla se puede realizar BIT a BIT o en bloques.

29 Multiplexación División de Código (CDM)  Es de tipo complejo, está basado en el uso de distintas codificaciones para cada canal que pueden ser transmitidos compartiendo tiempo y frecuencia simultáneamente. Usan complejos algoritmos de codificación.  En los sistemas CDMA todos los usuarios transmiten en el mismo ancho de banda a la vez. En esta técnica, el espectro de frecuencias de una señal de datos es esparcido usando un código no relacionado con dicha señal. Como resultado el ancho de banda es mucho mayor.

30 Multiplexación División de longitud de onda (WDM) WDM (Wavelength Division Multiple)  Multiplexión óptica tiene su origen, en la posibilidad de acoplar la salida de diferentes fuentes emisoras de luz, cada una a una longitud de onda o frecuencia óptica diferente, sobre una misma fibra óptica.  Con el tipo adecuado de fibra puede disponerse un dispositivo que realice (multiplexión y demultiplexión) a la vez, actuando como un multiplexor óptico de inserción-extracción. multiplexor óptico de inserción-extracciónmultiplexor óptico de inserción-extracción  Los sistemas modernos pueden soportar hasta 160 señales y expandir un sistema de fibra de 10 Gb/s hasta una capacidad total 25.6 Tb/s sobre un solo par de fibra. GbTbGbTb

31 Comparación de técnicas de Acceso

32 División de longitud de onda - DWDM  En la actualidad los sistemas DWDM de ultralarga distancia, hacen referencia a sistemas que son capaces de transportar sobre una fibra óptica (1 para transmisión y otra para la recepción) hasta 160 canales o longitudes de onda. Cada una separación de 50Ghz.  En cada una de estas longitudes de onda se puede transportar una señal de cualquier tipo (Sonet, Fibre Chalnnel, ATM/IP), de hasta 10Gbps. La distancia máxima que puede cubrir en la actualidad es de hasta 5000 Km. Sin regeneración eléctrica.  Es un sistema caro, dentro de los sistemas WDM, sobre todo cuando trabajan en enlaces submarinos transoceánicos.  Los principales fabricantes y suministradores de sistemas DWDM son: Alcatel, Ciena, Cisco, Ericsson, Huawei, Lucent, Marconi y Nortel Networks.

33 BANDA ANCHA Banda Ancha  Es la transmisión de datos en donde se envían simultáneamente varias piezas de información, a fin de incrementar la velocidad de transmisión efectiva.  La ITU-T en la recomendación I.113 enmarca a la banda ancha a las técnicas capaces de transmitir más rápido que un acceso primario RDSI sea éste a 2 ó 6 Mbps. Clasificación  De acuerdo a la forma de conducción de la señal a través del medio, los medios de transmisión se clasifican en:  Medios de transmisión guiados y  Medios de transmisión no guiados

34 BANDA ANCHA Medios de transmisión guiados  Son los que conducen las señales desde un extremo a otro.  La velocidad dependerá del medio de transmisión y si éste se usa para un enlace de punto a punto o multipunto. Características  Tipo de conductor  Velocidad máxima de transmisión  Proporciona inmunidad frente a las interferencias electromagnéticas  Facilidad de instalación  Capacidad de soporte de tecnologías de nivel de enlace

35 BANDA ANCHA  Coaxial  Par Trenzado Shielded Twisted Pair (STP)Shielded Twisted Pair (STP) Unshielded Twisted Pair (UTP)Unshielded Twisted Pair (UTP) FTPFTP SFTP CAT 5e, 6eSFTP CAT 5e, 6e  Fibra Óptica

36 CABLE COAXIAL (COBRE) CONECTORES CABLE MEDIOS GUIADOS

37 PAR TRENZADO UTP (COBRE) Rack Abierto: Armario de Centro de Cableado Patchcord RJ45 Cordòn de conección Cpnector Jack RJ45 MEDIOS GUIADOS

38  Par Trenzado STP MEDIOS GUIADOS Par Trenzado SFTP CAT 5e.Par Trenzado SFTP CAT 5e.

39 FIBRA OPTICA (VIDRIO O PLASTICO) MEDIOS GUIADOS

40 Cuadro Resumen

41 Medios de Transmisión No Guiados  Son medios de transmisión que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, ya que éstas se propagan libremente a través del medio. Los medios más importantes: Aire y Vacío  La transmisión/recepción de información se lo realiza mediante antenas.  Cuando se transmite la antena irradia energía electromagnética en el medio. Y al contrario cuando se recepta la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

42 Medios de Transmisión No Guiados  La configuración para las transmisiones pueden ser Direccional y Omnidireccional.  Direccional.- La antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisoras y receptoras deben estar alineadas.  Omnidireccional.- La radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.  Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en:  1. Radio  2. Microondas  3. Luz (infrarrojos/láser)

43 Antena direccionalAntena Omnidireccional Access Point Punto de Acceso Amplificador WIRELESS (RADIO FRECUENCIA) Medios de Transmisión No Guiados

44 Enlace Punto a Puto Enlace de Punto Enlace Multipunto ENLACES WIRELESS (RADIO FRECUENCIA) Antenas direccionales Antena Omnidireccional Medios de Transmisión No Guiados

45 Banda Ancha Inalámbrica  WiMax  Las redes metropolitanas inalámbricas (WMAN) cubren una distancia mucho mayor que las WLAN, conectando edificios entre sí dentro de un área geográfica amplia.  Funciona similar a WiFi, pero a velocidades más altas, mayores distancias y mayor número de usuarios.  Es una tecnología de última milla que permite la recepción de datos por microondas y retransmisión por ondas de radio.

46 Banda Ancha Inalámbrica  WIMAX  Los perfiles del equipamiento que existen actualmente en el mercado, compatibles con WiMax, son exclusivamente para las frecuencias 2.5 y 3.5Ghz.  WiMax (802.16d y 802.16e) permitirán mayor movilidad y reducirán la dependencia de las conexiones con cable.  Distancias de hasta 50kM, con antenas de alta ganancia y direccionales.  Velocidad de hasta 70Mbps.  Facilidad para añadir canales  Anchos de banda configurables

47 Banda Ancha Inalámbrica Wi-Fi  Las redes locales inalámbricas disponen de un alcance más amplio que las WPAN, normalmente se ubican en edificios de oficinas, restaurantes, casas, etc.

48 CONEXIONES WIFI Wi-Fi Estudio de consultora Abi Research estima sobre el crecimiento de las conexiones WiFi en el hogar crecerá exponencialmente entre 2008 y 2012. Pasaremos de 113 millones de conexiones del 2008 a 285 millones a finales del 2012.  Obedece al # redes públicas y privadas que ofrecen Señal WiFi

49 Banda Ancha Inalámbrica 3G  Son redes amplias inalámbricas (por sus siglas en inglés WWAN), que disponen de mayor alcance, así como las más utilizadas hoy día en la infraestructura de telefonía móvil, aunque también disponen la capacidad de transmitir datos.

50 Banda Ancha Inalámbrica UWB  Ultra-Wideband, es una tecnología basada en el estándar de Wi media, ofrece la comodidad y movilidad de las comunicaciones inalámbrica de interconexiones de alta velocidad en los dispositivos en toda la casa y oficina digital

51 Banda Ancha Inalámbrica UWB  Diseñado para los de baja potencia y corto alcance, las redes inalámbricas de área personal (WPAN), UWB es la tecnología líder para liberar a las personas de los cables, lo que permite la conexión inalámbrica de múltiples dispositivos para la transmisión de vídeo, audio y otros datos de gran ancho de banda.  UWB combinación de amplio espectro y de menor consumo de energía mejora la velocidad y reduce la interferencia con el espectro inalámbrico. Pueden utilizarse legalmente en el rango de 3,1 GHz a 10,6 GHz

52 Banda Ancha Inalámbrica Certified Wireless USB  Conectividad USB pero sin cables de por medio.  Protocolo de comunicación inalámbrica por radio con gran ancho de banda.  Utiliza como base de radio la plataforma UWB desarrollada por WiMedia Alliance.

53 Banda Ancha Inalámbrica  Permite tasas de transmisión de hasta 480Mbps (como el usb 2.0) si estamos en un rango de 3 mts. Y de 110 Mbps en una zona de hasta 10 mts. Funciona en el margen de frecuencias que va entre los 3.1 y 10.6Ghz, utilizando la plataforma UWB.  Usos.- En Impresoras, escáners, cámaras digitales, reproductores MP3, discos duros y flash, mandos para juegos.  Su gran rival es la tecnología Bluetooth, aunque no el único.

54 Banda Ancha Inalámbrica Bluetooth  Es una especificación industrial para WPANs que faculta la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.5 Ghz.  Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para dispositivos de bajo consumo, con una cobertura baja y basados en transceptores de bajo coste.  Facilita las comunicaciones entre equipos móviles y fijos  Elimina cables y conectores entre éstos.

55 Banda Ancha Inalámbrica Bluetooth Posibilita la creación de pequeñas redes inalámbricas y facilita la sincronización de datos entre equipos personales.Posibilita la creación de pequeñas redes inalámbricas y facilita la sincronización de datos entre equipos personales.  Se compone de 2 partes: Dispositivo de radio, encargado de modular y transmitir la señal, y; Controlador digital, compuesto por una CPU, procesador de señales digitales llamado Link Controller y de las interfaces con el dispositivo anfitrion.  Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología son los PDA, teléfonos móviles, portátiles, computadores, impresoras, etc.

56  ZigBee  Conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica que se utilizan con radios digitales de bajo consumo.  Están basados en WPAN.  Se enfocan en las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus baterías.  En Domótica es donde es más utilizado, por su bajo consumo, su topología de red en malla y fácil integración.

57 Banda Ancha Inalámbrica  ZigBee ELEMENTOS DEL ZIGBEE  Coordinador ZigBee (Debe existir uno por red. Sus funciones son las de encargarse de controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para conectarse entre ellos.  Router ZigBee Interconecta dispositivos separados en la topología de la red, además de ofrecer un nivel de aplicación para la ejecución de código de usuario  Dispositivo final Posee la funcionalidad necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un router), pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos. De esta forma, este tipo de nodo puede estar dormido la mayor parte del tiempo, aumentando la vida media de sus baterías. Un ZED tiene requerimientos mínimos de memoria y es por tanto significativamente más barato

58 Banda Ancha Inalámbrica