Departamento de Sistemas de Comunicacin y Control

Redes y Comunicaciones

Solucionario

Tema 7: Medio de transmisin

Tema 7: Medio de transmisin

7.3

Resumen

El medio de transmisin esta debajo del nivel fsico.

Un medio guiado proporciona un conducto fsico de un dispositivo a otro. El cable de par trenzado, el coaxial y la fibra ptica son los tipos ms populares

de medios guiados.

Un cable de par trenzado est formado por dos hilos de cobre aislados retorcidos juntos. El cable de par trenzado se usa para la comunicacin de

voz y de datos.

Un cable coaxial est formado por un conductor central y un blindaje. Los cables coaxiales pueden llevar seales de frecuencia ms alta que un cable

de par trenzado. Se usan en redes de TV por cable y redes Ethernet

tradicionales.

Los cables de fibra ptica estn formados por un ncleo interno de vidrio o plstico rodeado por un revestimiento y todo ello cerrado dentro de una

funda exterior. Los cables de fibra ptica transportan la seal de datos en

forma de luz. La seal se propaga por el ncleo interno por reflexin. Las

transmisiones de fibra ptica se estn volviendo cada vez ms populares

debido a su resistencia al ruido, baja atenuacin y gran ancho de banda. Se

usan en redes troncales, redes de TV por cable y redes Ethernet rpidas.

Los medios no guiados (espacio abierto) transportan ondas electromagnticas sin usar un conductor fsico.

Los datos inalmbricos se transmiten mediante propagacin en superficie, propagacin por el cielo y propagacin por lnea de vista. Las ondas

inalmbricas se pueden clasificar como ondas de radio, microondas, o

infrarrojos. Las ondas de radio son omnidireccionales; las microondas son

Redes y Comunicaciones

7.4

unidireccionales. Las microondas se usan para telfonos mviles, satlites y

comunicaciones en redes de rea local inalmbricas.

Las ondas infrarrojas se usan para comunicacin de corto alcance como la que se produce entre un PC y un perifrico. Tambin se pueden usar para

LAN en interiores.

Tema 7: Medio de transmisin

7.5

Problemas resueltos

Problema 1

Cul es la posicin del medio de transmisin en el modelo OSI o en el de Internet?

Solucin:

El medio de transmisin est alojado bajo el nivel fsico y controlado por dicho nivel.

Se podra decir que el medio de transmisin pertenece al nivel cero.

Problema 3

En que se distinguen los medios guiados de los medios no guiados?

Solucin:

Los medios guiados tienen fronteras fsicas, es decir, proporcionan un conducto

fsico de un dispositivo a otro. Los medios no guiados son el espacio abierto, no

usan ningn conducto fsico.

Problema 5

Cual es la ventaja principal del trenzado en el cable de par trenzado?

Solucin:

Si los dos cables son paralelos, el efecto de las seales no deseadas no es el

mismo en ambos cables porque estn en posiciones distintas en relacin a las

fuentes de ruido o de interferencias. Esto da como resultado una diferencia en el

receptor. Retorciendo los cables, se mantiene el balance, de esta forma el trenzado

hace posible que ambos cables se vean afectados igualmente por las influencias

Redes y Comunicaciones

7.6

externas. Esto significa que el receptor, que calcula la diferencia entre ambos, no

recibe seales no deseadas. Estas seales se cancelan entre si en gran parte.

Problema 7

Cul es el objetivo del revestimiento de la fibra ptica?

Solucin:

El ncleo de cristal o plstico se rodea con un revestimiento de cristal o plstico

menos denso. La diferencia de densidad de ambos materiales debe ser tal que el

rayo de luz que se mueve a travs del ncleo sea reflejado por la cubierta en lugar

de ser refractado por ella.

Figura 7.1. Ejercicio 7.7

Problema 9

En que se distingue la propagacin por el cielo a la propagacin en lnea de vista?

Solucin:

En la propagacin por el cielo las ondas de radio se radian hacia arriba en la

ionosfera y son entonces reflejadas de nuevo hacia la superficie de la Tierra. En la

propagacin en lnea de vista las seales son transmitidas en lnea recta de antena

a antena.

Problema 11

Revestimiento

Revestimiento

Emiso ReceptorNcleo

Revestimiento

Revestimiento

Emiso ReceptorNcleo

Revestimiento

Revestimiento

Emiso ReceptorNcleo

Tema 7: Medio de transmisin

7.7

Usando la Figura 7.2 (Figura 7.6 del libro) tabule la atenuacin (en dB) de un UTP

de calibre 18 para las frecuencias: dB a 1 kHz, dB a 10 kHz y dB a 100 kHz y

distancias: 1 Km, 10 Km, 15 Km y 20 Km.

FIGURA 7.2. Figura 7.6 del libro. Rendimiento UTP.

Solucin:

TABLA 7.1. Tabla a rellenar en el problema 7.11.

Problema 13

Si la potencia al comienzo de un cable UTP de calibre 18 de 1 Km es 200 mw,

cul es la potencia final para las frecuencias 1 kHz, 10 kHz y 100 kHz? Use los

resultados del Ejercicio 11.

Distancia dB a 1 KHz dB a 10 KHz dB a 100 KHz

1 Km -1 -1.5 -3

10 Km -10 -15 -30

15 Km -15 -22.5 -45

20 Km -20 -30 -60

Redes y Comunicaciones

7.8

Solucin:

Usando los datos de la Tabla 7.1 se puede encontrar la potencia para diferentes

frecuencias:

1 KHz dB = 1 P2 = P1 101/10= 158.86 mw

10 KHz dB = 1.5 P2 = P1 101.5/10= 141.59 mw

100 KHz dB = 3 P2 = P1 103/10= 100.24 mw

Los datos muestran que se reduce la potencia cinco veces, lo cual puede no ser

aceptable para algunas aplicaciones.

Problema 15

Use la Figure 7.3 (Figura 7.9 del libro de texto) para tabular la atenuacin (en dB)

de un cable coaxial de 2.6/9.5 mm para las frecuencias: dB a 1 kHz, dB a 10 kHz y

dB a 100 kHz y distancias: 1 Km, 10 Km, 15 Km y 20 Km. Use los resultados para

inferir que el ancho de banda de un cable coaxial disminuye cuando se incrementa

la distancia.

Tema 7: Medio de transmisin

7.9

FIGURA 7.3. Figura 7.9 del libro. Rendimiento de un cable coaxial.

Solucin:

TABLA 7.2. Tabla a rellenar en el problema 7.15.

Como se muestra en la Tabla 7.2 para un valor mximo especfico de atenuacin,

la frecuencia ms alta disminuye con la distancia. Si se considera que el ancho de

banda comienza en cero, se puede decir que el ancho de banda decrece con la

distancia. Por ejemplo, si toleramos un mximo de atenuacin de 50 dB (prdida),

entonces, se puede dar la siguiente lista de distancias versus ancho de banda:

Distancia Ancho de Banda

1 Km 100 KHz

10 Km 1 KHz

15 Km 1 KHz

20 Km 0 KHz

Problema 17

Calcule el ancho de banda de la luz para los siguientes rangos de longitud de onda

(asuma una velocidad de propagacin de 2 108 m):

a. 1000 a 1200 nm

b. 1000 a 1400 nm

Solucin:

Redes y Comunicaciones

7.10

Podemos usar la frmula f = c / para encontrar la correspondiente frecuencia para cada longitud de onda como se muestra a continuacin (c es la velocidad de

propagacin):

a. B = [(2 108)/1000109] [(2 108)/ 1200 109] = 33 THz

b. B = [(2 108)/1000109] [(2 108)/ 1400 109] = 57 THz

Problema 19

Use la Figura 7.2 (Figura 7.6 del libro) para tabular la atenuacion (en dB) de una

fibra ptica para las frecuencias: dB a 800 nm, dB a 1000 nm y dB a 1200 nm y

distancias: 1 Km, 10 Km, 15 Km y 20 Km.

Solucin:

TABLA 7.3. Tabla en el problema 7.19.

Problema 21

Un rayo de luz se mueve de un medio a otro menos denso. El ngulo crtico es de

60 grados. Dibuje el camino del rayo de luz a travs de ambos medios cuando el

ngulo de incidencia es:

a. 40 grados.

b. 60 grados.

c. 80 grados.

Tema 7: Medio de transmisin

7.11

Solucin:

FIGURA 7.4. Solucin ejercicio 21.

a. El ngulo de incidencia (40 grados) es ms pequeo que el ngulo crtico (60

grados). Se tiene refraccin. El rayo de luz entra dentro de un medio de

menor densidad.

b. El ngulo de incidencia (60 grados ) es el mismo que el ngulo crtico (60

grados Se tiene refraccin. El rayo de luz viaja sobre la superficie a lo largo

de la interfaz.

c. El ngulo de incidencia (80 grados) es ms grande que el ngulo crtico (60

grados). Se tiene reflexin. El rayo de luz vuelve hacia el medio ms denso.