TecCom-04-MediosDeTransmision

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Published on March 10, 2014

Author: hgquiroga

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TecCom Unidad 4

TECNOLOGÍA DE LAS COMUNICACIONES MEDIOS DE TRANSMISIÓN1 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Introducción  Guiados - cableados  No guiados – sin cable  Características y calidad determinados por el medio y la señal  Para guiados, el medio es lo más importante  Para no guiados, el ancho de banda producido por la antena es lo más importante  Las claves fundamentales son la velocidad de datos y la distancia 2 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Factores de diseño  Ancho de banda  Mayores ancho de banda dan mayores velocidades de datos  Dificultades de la Transmisión  Atenuación  Interferencia  Número de receptores  En medios guiados  Más receptores (multi-punto) introducen más atenuación 3 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Espectro Electromagnético4 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Medios de Transmisión Guiados Par Trenzado Cable Coaxial Fibra óptica 5 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Características de Transmisión de los medios guiados 6 Frequency Range Typical Attenuation Typical Delay Repeater Spacing Twisted pair (with loading) 0 to 3.5 kHz 0.2 dB/km @ 1 kHz 50 µs/km 2 km Twisted pairs (multi-pair cables) 0 to 1 MHz 0.7 dB/km @ 1 kHz 5 µs/km 2 km Coaxial cable 0 to 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz 4 µs/km 1 to 9 km Optical fiber 186 to 370 THz 0.2 to 0.5 dB/km 5 µs/km 40 km Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Par Trenzado7 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Par trenzado - Aplicaciones  El medio más común  Red Telefónica  Entre una casa y la oficina de intercambio local (bucle de abonado)  Interior a los edificios  Para PBX (private branch exchange)  Para redes de área local (LAN)  10Mbps or 100Mbps 8 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Par trenzado - Pros y Contras  Económico  Facilidad de manipulación y de instalación  Velocidad de datos bajas (respecto a la fibra)  Corto alcance 9 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Par trenzado – Características de Transmisión  Analógica  Amplificadores cada 5km a 6km  Digital  Usa señales analógicas o digitales  Repetidores cada 2km o 3km  Distancia limitada  Ancho de banda limitado (1MHz)  Velocidad de datos limitada (100MHz)  Susceptible a interferencias y ruido 10 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Diafonía del extremo cercano  Acoplamiento de señal de un par a otro  El acoplamiento toma lugar cuando la señal transmitida ingresa en el cable y retorna por el par receptor en el mismo extremo del enlace  ej. La señal transmitida es captada por un par receptor cercano 11 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Par trenzado blindado y sin blindaje  Unshielded Twisted Pair (UTP) (sin blindaje)  Cable común telefónico  Más económico  Más fácil de instalar  Susceptible a interferencias EM (electromagnéticas) externas  Shielded Twisted Pair (STP) (con blindaje)  Malla metálica o hoja de papel metálica que reduce la interferencia  Más caro  Más difícil de manejar (más grueso, más pesado) 12 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Categorías de UTP  Cat 3  hasta 16MHz  Usado para voz en la mayoría de las oficinas  Longitud de trenzado de 7.5 cm a 10 cm  Cat 4  hasta 20 MHz  Cat 5  hasta 100MHz  Comúnmente pre-instalado en nuevos edificios de oficinas  Longitud de trenzado de 0.6 cm a 0.85 cm  Cat 5E (Enhanced) – ver tablas  Cat 6  Cat 7 13 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Comparación de cables de Par trenzado14 Atenuación (dB per 100 m) Near-end Crosstalk (dB) Frequencia (MHz) Category 3 UTP Category 5 UTP 150-ohm STP Category 3 UTP Category 5 UTP 150-ohm STP 1 2.6 2.0 1.1 41 62 58 4 5.6 4.1 2.2 32 53 58 16 13.1 8.2 4.4 23 44 50.4 25 — 10.4 6.2 — 41 47.5 100 — 22.0 12.3 — 32 38.5 300 — — 21.4 — — 31.3 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Categorías y Clases de cables de par trenzado 15 Category 3 Class C Category 5 Class D Category 5E Category 6 Class E Category 7 Class F Band width 16 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz Cable Type UTP UTP/FTP UTP/FTP UTP/FTP SSTP Link Cost (Cat 5 =1) 0.7 1 1.2 1.5 2.2 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Cable Coaxial16 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Aplicaciones de Cable Coaxial  Medio más versatil  Distribución de Televisión  Cable TV  Transmisión de telefonía de larga distancia  Puede transportar hasta 10.000 llamadas telefónicas simultaneas  Se está reemplazando por la fibra óptica  Enlaces de sistemas de computadoras de corta distancia  Redes de área local 17 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Cable Coaxial Características de transmisión  Analógica  Amplificadores cada pocos km  Amplificadores más cercanos a frecuencias mayores  Hasta 500MHz  Digital  Repetidores cada 1km  Repetidores más cercanos para velocidades de datos más altas 18 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Fibra Optica19 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Fibra Optica - Beneficios  Mayor capacidad  Velocidades de Datos de cientos de Gbps  Menor tamaño y peso  Menor atenuación  Aislación electromagnética  Mayor espaciado entre repetidores  Decenas de km 20 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Fibra Optica - Aplicaciones  Transmisiones a larga distancia  Transmisiones metropolitanas  Acceso a áreas rurales  Bucles de abonado  LANs 21 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Fibra Optica – Características de Transmisión  Actúa como una guía de onda para 1014 to 1015 Hz  Porciones de espectro infrarrojo y visible  Diodo Emisor de Luz (LED)  Más económico  Opera en un rango de temperatura mayor  Tiempo medio de vida mayor  Diodo por Inyección Laser (ILD)  Más eficiente  Mayores velocidades de transmisión  Multiplex por División de longitud de onda 22 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Fibra Optica – Modos de Transmisión23 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Utilización de la Frecuencia para Aplicaciones de fibra24 Wavelength (in vacuum) range (nm) Frequency range (THz) Band label Fiber type Application 820 to 900 366 to 333 Multimode LAN 1280 to 1350 234 to 222 S Single mode Various 1528 to 1561 196 to 192 C Single mode WDM 1561 to 1620 185 to 192 L Single mode WDM Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Attenuation in Guided Media25 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Frecuencias de Transmisión inalámbricas  2GHz a 40GHz  Microonda  Altamente direccional  Punto a punto  Satelite  30MHz a 1GHz  Omnidireccional  Intervalo de ondas de radio  3 x 1011 a 2 x 1014 Hz  Infrarrojas  En áreas restringidas local 26 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Antenas  Conductor eléctrico (o sistema de..) usado para irradiar energía electromagnética o captar energía electromagnética  Transmisión  Energía de radio frecuencia desde el transmisor  Se convierte la energía eléctrica a electromagnética  Por la antena  Irradiado en un entorno envolvente  Recepción  Energía electromagnética captada por la antena  Se convierte la radio frecuencia a energía electrica  Alimenta a un receptor  Normalmente se usa la misma antena para ambas funciones 27 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Patrón de Radiación  Potencia irradiada en todas las direcciones  No la misma performance en todas las direcciones  Antena Isotrópica es (teórica) un punto en el espacio  Irradia en todas las direcciones igualmente  Da un patrón de radiación esférico 28 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Antena Parabolica de Reflexión  Usadas para aplicaciones de microondas terrestres y satelitales  Una parábola es un lugar geométrico de todos los puntos que equidistan de una línea recta dada y de un punto fijo que no pertenece a la recta  El punto de referencia de denomina foco  La línea recta se denomina geneatriz(directrix)  Si la parábolca se la hace girar sobre su eje se genera una superficie llamada paraboloide  Una sección paralela al eje da una parábola  Una sección perpendicular al eje da un círculo  Una fuente colocada en el foco producirá ondas reflejadas desde la parábola, seguirán trayectoras paralelas al eje  Crea (teoricamente) un haz paralelo de luz/sonido/radio  En la recetor, la señal es concentrada en el foco, donde se coloca el detector 29 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Antena Parabólica de Reflexión 30 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Ganancia de una Antena  Es una medida de su direccionalidad  Es la potencia de salida en esa dirección, comparada con la potencia transmitida en cualquier dirección por una antena omnidireccional ideal (o antena isotrópica)  Se mide en decibels (dB)  Resulta de la perdida de potencia en las otras direcciones  El área efectiva se relaciona con su tamaño físico y su geometría  Y a su vez con la ganancia 31 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Microondas Terrestres  Parabólica tipo plato  Haz focalizado  Linea visual  Servicios de telecomunicaciones de larga distancia  Más altas frecuencias da mayores velocidades de transmisión de datos 32 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Microondas por Satélite  El satélite es una estación de retransmisión  El satélite recibe en una frecuencia, y amplifica o repite la señal y la transmite en otra frecuencia  Requiere una orbita estacionaria  La altura de 35,784km  Television  Telefonía de larga distancia  Redes de negocios privadas 33 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Enlace Satelital Punto a Punto34 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Enlace Satelital de Difusión 35 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Ondas de Radio (Broadcast Radio)  Omnidirectional  Radio FM  Televisión de UHF y VHF  Linea visual  Sufren las inteferencias multitrayectoarias  Reflexiones 36 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Infrarrojo  Modulación de la luz infrarroja no coherente  Linea visual (o reflexión)  Bloqueado por las paredes  Por ejempo, control remoto del TV, puerto IRD 37 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Propagación Wireless  Toda señal radiada puede seguir tres posibles trayectorias  Onda Superficial (Propagación superficial)  Sigue el contorno de la tierra  Hasta 2MHz  Radio AM  Onda Aérea  Radio de amateu, Servicio BBC, Voz de America  La señal se refleja en la capa ionizada de la atmósfera alta (ionósfera)  Realmente refractorio  Linea Visual (Trayectoria visual)  Arriba de los 30Mhz  Puede ser necesario debido a la refracción 38 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Propagación Superficial 39 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Propagación Aérea 40 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Propagación en la Línea Visual 41 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Refracción  La velocidad de la onda elecromagnética es una función de la densidad del material  ~3 x 108 m/s en el vacío, y menos en otros medios  Cuando una onda se mueve de un medio a otro, su velocidad cambia  El efecto es desviar la dirección de la onda en la separación entre los dos medios  Hacia el medio más denso  Índice de refracción es  Sen(ángulo de incidencia)/Sen(ángulo de refracción)  Varía con la longitud de onda  Puede causar cambio abrupto de la dirección en la transición entre los medios  Puede causar cambio gradual si la densidad del medio cambia gradualmente  La densidad de la atmósfera disminuye con la altura  Como consecuencia, las ondas de radio se desvían suavemente hacia la tierra 42 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Horizonte Óptico y de Radio43 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Transmisión en la Trayectoria Visual  Pérdida en el espacio libre  La señal se dispersa con la distancia  Mayor para frecuencias bajas (longitud de onda mayores)  Absorción atmosférica  El vapor de agua y el oxígeno absorven señales de radio  El agua más en 22GHz, menos por debajo de 15GHz  El oxígeno más en 60GHz, menos por debajo de 30GHz  La lluvia y la niebal dispersan las ondas de radio  Multitrayectorias  Mejor para obtener línea sivual si es posible  La señal puede reflejarse causando múltiples copias que serán recibidas  Puede no recibirse la señal directa  Puede realzarse o cancelar la señal directa  Refraction  Puede resultar en una pérdida parcial o total de señal en el receptor 44 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Perdidas en el Espacio Libre 45 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Interferencia por Multitrayectorias46 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Lecturas  Stallings Chapter 4 47 Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

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