Post on 02-Jul-2015
TOMÁS TOLEDO LAGUNAS
Universidad Anáhuac Oaxaca
Escuela de Ingeniería
Medios de Transmisión
CONTENIDOS
Medios de transmisión guiados:
Par trenzado.
Cable coaxial.
Fibra óptica.
Medios de transmisión no guiados:
Antenas.
Propagación de la señal.
INTRODUCCIÓN
Medios de transmisión guiados (cable).
No guiados (inalámbricos).
Características y calidad determinadas por el
medio y la señal.
Para los guiados, el medio es muy importante.
Para los no guiados, el ancho de banda
producido por la antena es lo más importante.
Los elementos clave son la velocidad de
transmisiónn y la distancia.
INTRODUCCIÓN
Ancho de banda:
Un ancho de banda mayor proporciona una
mayor velocidad de transmisión de datos.
Dificultades en la transmisión:
Atenuación.
Interferencias.
Número de receptores:
En medios guiados.
Un mayor número de receptores (enlace
multipunto) produce una mayor atenuación.
ESPECTRO ELECTRPMAGNETICO
MEDIOS GUIADOS
Par trenzado.
Cable coaxial.
Fibra óptica.
PAR TRENZADO
Aislado independientemente.
Trenzado conjuntamente.
A veces “embutido” en un cable.
Normalmente se instala en los edificios en
construcción.
APLICACIONES PAR TRENZADO
Es el medio más empleado.
Redes de telefonía:
Entre las casas y la central local (bucle de
abonado).
Dentro de edificios:
Conexión a la central privada (PBX).
En redes de área local (LAN):
10 Mbps o 100 Mbps.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas:
Barato.
Sencillo de manejar.
Desventajas:
Velocidad de transmisión de datos limitada.
Rango de frecuencias reducido.
CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN
Analógica:
Amplificadores cada 5 ó 6 Km.
Digital:
Repetidores cada 2 ó 3 Km.
Distancia limitada.
Ancho de banda limitado (1 MHz).
Velocidad de transmisión limitada (100 Mbps).
Susceptible a interferencias y ruido.
EFECTOS DEL RUIDO
DIAFONÍA
Inducción de un conductor en otro cercano.
La inducción se produce cuando la señal transmitida
en el enlace se acopla en un conductor cercano e
induce una señal en sentido contrario.
Es decir, la energía transmitida es capturada por un
par de recepción.
PAR TZD APANTALLADO Y SIN APANTALLAR
Pares trenzados sin apantallar (UTP): Medio habitual en telefonía.
El más barato.
El más fácil de instalar.
Sufre interferencias
electromagnéticas externas.
Pares trenzados apantallados (STP): Una cubierta o malla metálica
reduce las interferencias.
Más costoso.
Más difícil de manipular
(es duro y pesado).
CATEGORÍAS DE UTP
Categoría 3: Hasta 16 MHz.
En la mayoría de los edificios es de calidad telefónica.
Longitud de trenzado de 7,5 cm a 10 cm.
Categoría 4: Hasta 20 MHz.
Categoría 5: Hasta 100 MHz.
Normalmente preinstalado en edificios de reciente construcción.
Longitud de trenzado de 0,6 cm a 0,85 cm.
Categorías 5E, 6 y 7.
CATEGORÍAS Y CLASES DE PAR TRENZADO
COMPARACIÓN ENTRE EL PAR TRENZADO
APANTALLADO Y SIN APANTALLAR
CABLE COAXIAL
El conductor externo forma una malla de protección.
El conductor interno es un metal sólido.
Separados por material aislante.
Cubiertos por material de relleno.
APLICACIONES DEL CABLE COAXIAL
El medio más polivalente.
Distribuci ón de televisión:
Antena para televisión.
Televisión por cable.
Telefonía a larga distancia:
Puede transportar más de 10,000 canales de voz a la vez.
Está siendo reemplazado por la fibra óptica.
Conexión con periféricos a corta distancia.
Redes de área local.
CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL CABLE
COAXIAL
Analógicas:
Amplificadores cada muy pocos kilómetros.
Más cercanos cuanto mayor es la frecuencia.
Hasta los 500 MHz.
Digital:
Repetidor cada kilómetro.
Más cercanos cuanto mayor sea la velocidad
de transmisión.
FIBRA ÓPTICA
Núcleo de cristal o plástico.
Diodo emisor de luz (LED) o láser.
Cubierta de diseño especial.
Tamaño y peso reducidos.
BENEFICIOS DE LA FIBRA ÓPTICA
Mayor capacidad:
Velocidad de transmisión de cientos de Gbps.
Menor tamaño y peso.
Atenuación menor.
Aislamiento electromagnético.
Mayor separación entre repetidores:
Decenas de kilómetros como mínimo.
APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA
Transmisiones a larga distancia.
Transmisiones metropolitanas.
Acceso a áreas rurales.
Bucles de abonado.
Redes de área local.
CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DE LA
FIBRA ÓPTICA
Actúa como una guía de ondas de 1014 a
1015 Hz:
Partes del espectro visible e infrarrojo.
Diode LED (Light Emitting Diode):
Más barato.
Opera en un rango mayor de temperaturas.
Mayor vida media.
Diodo ILD (Injection Laser Diode):
Más eficaz.
Mayor velocidad de transmisión de datos.
Multiplexación por división en longitudes de onda.
MODOS DE TRANSMISIÓN EN LAS F. O.
UTILIZACIÓN DE FRECUENCIAS PARA DIVERSAS
APLICACIONES DE LA FIBRA
ATENUACIÓN EN LOS MEDIOS GUIADOS
TRANSMISIÓN INALÁMBRICA
Medios no guiados.
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.
FRECUENCIAS
De 30 MHz hasta 1 GHz: Transmisión omnidireccional.
Ondas de radio y televisión.
De 2 GHz hasta 40 GHz: Microondas.
Haces altamente direccionales.
Transmisión punto a punto.
Por vía satélite.
De 3 x 1011 Hz hasta 2 x 1014 Hz: Infrarrojos.
Conexión local.
ANTENAS
Conductor eléctrico empleado para radiar o recibir energía
electromagnética.
Transmisión:
La antena convierte la energía eléctrica de radiofrecuencia
del transmisor en energía electromagnética.
Esa energía electromagnética se radia al entorno
circundante.
Recepción:
La energía electromagnética captada por la antena se
convierte en energía eléctrica de radiofrecuencia.
Esa energía eléctrica se envía al receptor.
Suele utilizarse la misma antena para las dos cosas
PATRÓN DE RADIACIÓN
La potencia se radia en todas las direcciones.
No se tiene el mismo rendimiento en todas las direcciones.
La antena isotrópica es (en teoría) un punto en el espacio:
Radia por igual en todas las direcciones.
Presenta un patrón de radiación esférico.
ANTENA PARABÓLICA REFLECTANTE
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.
Mediante la revolución de la parábola alrededor del eje se obtiene un paraboloide:
Una sección paralela al eje es una parábola.
Una sección perpendicular al eje es un círculo.
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.
ANTENA PARABÓLICA REFLECTANTE
GANANCIA DE LA ANTENA
Medida de la direccionalidad de la misma.
Potencia emitida en una dirección concreta comparada con la emitida por la antena isotrópica.
Se mide en decibelios (dB).
El resultado es una pérdida de potencia en otra dirección.
El área eficaz tiene relación con el tamaño y la forma: Relacionado con la ganancia.
MICROONDAS TERRESTRES
Antena parabólica.
Haz enfocado.
Alineamiento de las antenas.
Telecomunicaciones de larga distancia.
Una frecuencia mayor proporciona una mayor velocidad de transmisión de datos.
La distancia máxima entre antenas se puede calcular mediante la siguiente expresión:
Donde: K = 4/3
h = altura de la antena (en metros).
ATENUACIÓN
Depende de la longitud de onda de la señal.
También depende de las condiciones
meteorológicas. P. ej. a partir de 10 GHz
aumenta mucho la atenuación a causa de la
lluvia.
La expresión general de la atenuación con la
distancia es:
MICROONDAS POR SATÉLITE
Satélite o estación que retransmite microondas.
El satélite recibe en una frecuencia, amplifica o
repite la señal y la retransmite en otra frecuencia.
Necesita una órbita geoestacionaria:
Distancia de 35.784 Km.
Televisión.
Trasmisión telefónica a larga distancia.
Redes privadas.
ENLACES VÍA SATÉLITE
ONDAS DE RADIO
Omnidireccionales.
Radio FM.
Televisión UHF y VHF.
Antenas alineadas.
Interferencias producidas por trayectorias
múltiples:
Reflexiones.
INFRARROJOS
Modulación de la luz infrarroja no coherente.
Alineación de transmisores/receptores (o
reflexión).
No pueden atravesar paredes.
Por ejemplo: el mando a distancia de la
televisión, puerto IRD.
PROPAGACIÓN INALÁMBRICA
La señal viaja por tres rutas:
Onda de superficie: Sigue el contorno de la tierra.
Hasta 2 MHz.
Radio en AM.
Onda ionosférica: De 2 a 30 MHz.
Radioaficionados, onda corta. La señal se refleja (en realidad se refracta) en las capas superiores de la atmósfera (ionosfera).
Onda espacial (troposférica): Por encima de 30 Mhz.
Puede tener un alcance superior a la visión directa debido a la refracción.
PROPAGACIÓN POR ONDA DE SUPERFICIE
PROPAGACIÓN POR ONDA IONOSFÉRICA
PROPAGACIÓN POR ONDA ESPACIAL (VISIÓN
DIRECTA)
REFRACCIÓN
La velocidad de la onda electromagnética es función de la densidad del material: 3x108 m/s en el vacío, menos en cualquier otro medio.
Al pasar la ondas de un medio a otro, su cambio de velocidad provoca una curvatura de la dirección de la onda (en la frontera entre los medios) hacia el medio más denso.
El índice de refracción es: seno(ángulo de incidencia)/seno( ángulo de refracción)
Varía con la longitud de onda.
Puede provocar un cambio repentino de dirección en la transición entre los dos medios.
Puede provocar una curvatura gradual si la densidad del
medio es variable La densidad de la atmósfera decrece con la altura.
Provoca que las ondas de radio se curven hacia la tierra.
HORIZONTES ÓPTICO Y DE RADIO
TRANSMISIÓN MEDIANTE ONDA ESPACIAL
Pérdidas en el espacio libre:
La señal se dispersa con la distancia.
Mayores para frecuencias más altas (longitudes de onda menores).
Absorción atmosférica:
El vapor de agua y el oxígeno absorben las señales de radio:
Agua: máxima absorción a 22 GHz,
menos por debajo de 15 GHz.
Oxígeno: máxima absorción a 60 GHz,
menos por debajo de 30 GHz.
La lluvia y la niebla dispersan las ondas de radio.
TRANSMISIÓN MEDIANTE ONDA ESPACIAL
Multitrayecto:
Lo mejor es tener visión directa si es posible.
La señal puede reflejarse, provocando la recepción de varias copias.
Puede que ni siquiera se reciba la señal directa.
Las copias múltiples pueden reforzar o cancelar la señal directa.
Refracción:
Puede provocar una pérdida parcial o total de la señal en el receptor.
PÉRDIDAS EN EL ESPACIO LIBRE
INTERFERENCIA POR TRAYECTO MÚLTIPLE
Gracias