MEDIOS NO GUIADOS MEDIOS DE TRANSMICIÓN Asignatura: Redes de Computación.

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1 MEDIOS NO GUIADOS MEDIOS DE TRANSMICIÓN Asignatura: Redes de Computación

2 Medios de Transmisión NO Guiados Comunicaciones sin cables, transportan ondas electromagnéticas sin usar un conductor físico: En su lugar, las señales se radian a través del aire y por tanto están disponibles para cualquiera que tenga un dispositivo capaz de aceptarlas. Las señales no guiadas pueden viajar del origen al destino de distintas formas En superficie, Por el cielo y en línea de visión 1. SUPERFICIAL: siguen la curvatura terrestre. La distancia depende de la potencia de la señal. Para señales de hasta 2 MHz 2. IONOSFÉRICA o AÉREA: las ondas se reflejan en la ionosfera. Para señales de 2 a 30 MHz 3. VISIÓN DIRECTA: el emisor y el receptor deben estar en la trayectoria visual. Son usadas para tierra / tierra y Tierra / satélite. Para más de 30 MHz

3 Medios de Transmisión NO Guiados Se puede medir las transmisiones en tres grandes grupos: Medios no Guiados ONDAS DE RADIO MICROONDASINFRARROJO

4 Medios de Transmisión NO Guiados Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias muy largas y penetrar edificios sin problema, de modo que se utilizan mucho en la comunicación tanto en interiores como en exteriores. Las ondas de radio también son omnidireccionales, lo que significa que viajan en todas las direcciones desde la fuente, por lo que el transmisor y el receptor no tienen que alinearse físicamente. Direccional. También llamada sistemas de banda angosta o de frecuencia dedicada, la antena de transmisión emite la energía electromagnética en un haz; por tanto en este caso las antenas de emisión y recepción deben estar perfectamente alineadas. Para que la transmisión pueda ser enviada en una dirección especifica, debemos tener en cuenta la frecuencia, la cual debe ser mucho mayor que la utilizada en transmisiones omnidireccionales. Omnidireccional O también llamados sistemas basados en espectro disperso o extendido, al contrario que las direccionales, el diagrama de radiación de la antena es disperso, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. En general cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible concentrar la energía en un haz direccional.

5 Medios de Transmisión NO Guiados Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de que la longitud de onda de los rayos infrarrojos sea tan pequeña (850-900 nm), hace que no pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio.nm Es por este motivo que las redes infrarrojas suelen estar dirigidas a oficinas o plantas de oficinas de reducido tamaño. Algunas empresas, van un poco más allá, transmitiendo datos de un edificio a otro mediante la colocación de antenas en las ventanas de cada edificio. Por otro lado, las transmisiones infrarrojas presentan la ventaja, frente a las de radio, de no transmitir a frecuencias bajas, donde el espectro está más limitado, no teniendo que restringir, por tanto, su ancho de banda a las frecuencias libres La IrDA (Infrared Data Association), es un grupo de manufacturadores de dispositivos que desarrollaron un estándar para la transmisión de datos vía ondas de luz infrarrojas.

6 Medios de Transmisión NO Guiados se identifica a las ondas electromagnéticas en el espectro de frecuencias comprendido entre 1 y 300 GHzGHz. ● Son unidireccionales. ● Alineamiento de las antenas parabólicas. ● Telecomunicaciones de larga distancia. ● Propagación de Líneas vistas (Visión directa) No siguen la curvatura de la tierra La distancia máxima entre antenas se puede calcular mediante la siguiente expresión: Donde: K = 4/3 h = altura de la antena (en metros).

7 Medios de Transmisión NO Guiados Se emplea para transmitir microondas terrestres y por satélite. ● Una parábola es el lugar geométrico de los puntos equidistantes de una línea y un punto no perteneciente a dicha línea: – El punto fijo es el foco. – La línea es la directriz. ● Una fuente situada en el foco producirá ondas reflejadas por la parábola paralelas al eje – Crea (en teoría) un haz paralelo de luz/sonido/radio. ● En recepción, la señal se concentra en el foco, que es donde se sitúa el detector.

8 Medios de Transmisión NO Guiados Las antenas parabólicas pueden ser usadas como antenas transmisoras o como antenas receptoras. En las antenas parabólicas transmisoras el reflector parabólico refleja la onda electromagnética generada por un dispositivo radiante que se encuentra ubicado en el foco del reflector parabólico y los frente de ondas que genera salen de este reflector en forma más coherente que otro tipo de antenas, mientras que en las antenas receptoras el reflector parabólico concentra la onda incidente en su foco donde también se encuentra un detector. Normalmente estas antenas en redes de microondas operan en forma full duplex, es decir, trasmiten y reciben simultáneamente

9 Medios de Transmisión NO Guiados Las antenas cornete se parece a una cuchara gigante. La transmisión de salida son radiadas hacia un mástil y deflexionadas hacia fuera en una serie de estrechos haces paralelo mediante la cabeza curveada

10 Medios de Transmisión NO Guiados El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada. Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario. El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden. Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal

11 Medios de Transmisión NO Guiados Un satélite es un cuerpo que gira libremente alrededor de otro. Un satélite terrestre natural es la Luna. Existen satélites terrestres artificiales que han sido colocados en orbita por el hombre. El primer satélite de esta clase fue el SPUTNIK (1957), enviado al espacio por los rusos. La tecnología se fue perfeccionando y divulgando y otros países también lo lograron. Hoy en día, colocar un satélite en orbita es una operación casi rutinaria. Las redes por satélites son como las redes móviles en el sentido de que divide el planeta en celda. Los satélites pueden ofrecer capacidades de transmisión hacia y desde cualquier posición de la tierra

12 Medios de Transmisión NO Guiados Los satélites mantienen en orbita, pues existe equilibrio entre la fuerza centrifuga, por la velocidad que llevan en la orbita, y la fuerza de atracción de la gravedad terrestre. Dependiendo de la altura de la orbita, el satélite toma más o menos tiempo en una circunvolución: a mayor altura, el satélite toma más tiempo. Órbita Ecuatorial: En este tipo de órbita la trayectoria del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de 0. Órbitas Inclinadas: En este curso la trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador. Órbitas Polares: En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la tierra pasando sobre los polos y perpendicular al ecuador. Órbitas circulares: Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos. Órbitas elípticas: Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria elíptica. Este tipo de órbita posee un perigeo y un apogeo.

13 Medios de Transmisión NO Guiados Los expertos en satélites utilizan términos básicos para describir las diversas altitudes, que son: GEO, MEO, LEO, los satélites colocados en la orbita geoestacionaria se conocen como satélites GEO (Geostationary Eartht Orbit). Los satélites en orbitas mas bajas se denominan LEO (Low Eartht Orbit) y generalmente giran en orbitas del orden de mil Kms de altura. Algunos con orbitas un poco mayores (del orden de 5.000 hasta 10.000 Kms) se les conoce como MEO (Medium Earth Orbit).

14 Medios de Transmisión NO Guiados Cuando la órbita está en el plano ecuatorial de la Tierra, a una distancia de aproximadamente 36000 Km (equivalente a 5,6 del radio de la tierra), y en consecuencia, el período orbital es exactamente igual al período de rotación de la Tiera (o sea, 23 h, 56 min y 4 s), conocido como día sideral, entonces se dice que esa órbita es geoestacionaria y el satélite que discurre por esa órbita es un satélite geoestacionario. De esta forma, se consigue que los satélites aparezcan como fijos para un observador situado en la Tierra y, en consecuencia, se pueden recibir las señales del satélite mediante antenas receptoras fijas en la Tierra sin necesidad de hacer un seguimiento y, por tanto, sin necesidad de conmutar. Mediante estos satélites geoestacionarios se puede cubrir la Tierra con facilidad. De hecho, desde un punto de vista teórico, con tres satélites geoestacionarios se puede conseguir una cobertura global, exceptuando las zonas polares. A esta altura, las comunicaciones a través de un GEO perpetúan una latencia mínima de transmisión de ida y retorno - un retardo de extremo a extremo - de por lo menos medio segundo (una onda electromagnética tarda en recorrer 36000 Km aprox. 0,12s = 360000/300000; en una comunicación unidireccional el retardo es de aprox. 0,25s y en una comunicación bidireccional el retardo es de aprox. 0,5 s).

15 Medios de Transmisión NO Guiados Los satélites de órbita terrestre media se encuentran a una altura de entre 10075 y 20150 kilómetros. A diferencia de los GEO, su posición relativa respecto a la superficie no es fija. Al estar a una altitud menor, se necesita un número mayor de satélites para obtener cobertura mundial El período orbital es de 6 horas Diámetro de cobertura de 10.000 a 15,000 km Retardo de propagación medio de 50ms El tiempo máximo de visibilidad del satélites es de pocas horas

16 Medios de Transmisión NO Guiados Las órbitas terrestres de baja altura prometen un ancho de banda extraordinario y una latencia reducida. Existen planes para lanzar enjambres de cientos de satélites que abarcarán todo el planeta. Los LEO orbitan generalmente por debajo de los 5035 kilómetros, y la mayoría de ellos se encuentran mucho más abajo, entre los 600 y los 1600 kilómetros. A tan baja altura, la latencia adquiere valores casi despreciables de unas pocas centésimas de segundo. Tres tipos de LEO manejan diferentes cantidades de ancho de banda. Los LEO pequeños están destinados a aplicaciones de bajo ancho de banda (de decenas a centenares de Kbps), como los buscapersonas, e incluyen a sistemas como OrbComm. Los grandes LEO pueden manejar buscapersonas, servicios de telefonía móvil y algo de transmisión de datos (de cientos a miles de Kbps). Los LEO de banda ancha (también denominados megaLEO) operan en la franja de los Mbps y entre ellos se encuentran Teledesic, Celestri y SkyBridge.

17 Medios de Transmisión NO Guiados Los beneficios de la comunicación por satélite desde el punto de vista de comunicaciones de datos podrían ser los siguientes: Transferencia de información a altas velocidades Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente accesibles geográficamente. Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos. Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las redes publicas telefónicas. Entre las desventajas de la comunicación por satélite están las siguientes: 1/4 de segundo de tiempo de propagación. (retardo) Sensitividad a efectos atmosféricos Sensibles a eclipses Falla del satélite (no es muy común) Requieren transmitir a mucha potencia Posibilidad de interrupción por cuestiones de estrategia militar.

18 Medios de Transmisión NO Guiados La transmisión por el espacio libre tiene algunas características atractivas: no requiere cableado, por lo que es especialmente apropiada para las grandes distancias; es muy eficiente para la difusión (broadcast). De acuerdo a la propagación en el medio, tenemos dos tipos de transmisión no guiada: direccional y no direccional La transmisión direccional requiere que la antena emisora y la antena receptora estén en línea directa sin obstáculos. Las técnicas más utilizadas para la transmisión de datos son: las microondas (terrestres y de satélite) y radio frecuencia. Además de éstas, se utilizan las ondas infrarrojas en enlaces de datos cortos. ● Transmisión y recepción mediante antenas. ● Configuración direccional: – Se concentra en un haz. – Se requiere un alineamiento perfecto. ● Configuración omnidireccional: – La señal se expande en todas direcciones. Puede ser recibida por varias antenas