Medios de transmisión
La mayoría de empresas de nuestra región utilizan los
medios alámbricos como recursos de transmisión de datos, ya que son un canal de
comunicación entre el transmisor y el receptor.
Esto hace que un Administrador de redes quiera profundizar sus conocimientos y
experiencias en este tipo de medios ya que abre mucho más las oportunidades
laborales.
A veces no nos damos cuenta de que todo lo que esta a nuestro alrededor posee
medios alambricos (cables) de una u otra forma; por ejemplo: el TV, el PC, el
carro, el Internet, el modem y otros que juegan un papel muy importante en el
desarrollo de nuestra vida cotidiana.
Esto hará que el perfil profesional en que me desempeño sea más sólido y productivo
la importancia de los medios alámbricos en redes LAN,
el cual es muy necesario en el desarrollo tecnológico de la titulación de
administración e instalación de redes, ya que este tema no solo quiere indicar
la importancia de estos medios de transmisión en las redes LAN, sino que
también quiere incentivar al cuidado que se debe tener al manejar el cableado,
su facilidad de uso y sus beneficios; si estos son manejados de forma correcta.
Los Pares Trenzados
El cable de par trenzado consiste en ocho hilos de cobre aislados entre si, trenzado de dos en dos que se entrelazan de forma helicoidal, como una molécula de ADN. De esta forma el par trenzado constituye un circuito que se puede transmitir datos.
Esto se hace porque dos alambres de paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres las ondas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva
Antiguamente antes eran muy utilizados, su forma como estaban trenzados se utilizaban para reducir la interferencia eléctrica de los pares cercanos.
se aplicaban en sistemas telefónicos
Los tipos de pares trenzados son:
El cable SSTP (Super Shielded Twisted Pair ) o cable de par trenzado apantallado, este cable está destinado a la transmisión de datos a alta velocidad.
Está formado por 4 pares trenzados dispuestos en un revestimiento de cobre estañado y esta recubierto por una capa de aluminio para el uso en exteriores.
"Foiled Twisted Pair", en español se conoce como “Cable de par trenzado con lámina”
Este tipo de cable, como su propio nombre indica, lleva en su interior una fina lámina de aluminio que sirve de aislamiento, este tipo de cable es mejor utilizarlo en exteriores ya que esta mejor protegido.
En uso doméstico es preferible el cable UTP ya que es el mas barato.
Sus siglas significan “Shielded Twisted Pair”, lo que se conoce en español como par trenzado blindado
Se trata de un cable que lleva en su interior una malla metálica que recubre los cables, reduciendo asi los fallos y las interferencias que puede ocasionar.
Es mas caro, mas pesado y su flexibilidad es mas reducida que el UTP.
Se utilizan para conexiones de alta velocidad.
A simple vista se puede parecer al cable UTP, debido a que los conectores son similares (RJ-45).
Significa Unshielded Twisted Pair (lo que se traduce como “Par trenzado no blindado”)
Los cables utp se utilizan para conectar una red de computadoras de la manera mas rapida, formando así una red de área local.
La mayoría de los técnicos recurren a este cable para configurar una LAN, ya que son los más baratos del mercado y no provocan apenas interferencias
MEDIOS CONFINADOS
En los medios confinados, el ancho de banda o velocidad de transmisión dependen de la distancia y de si. El enlace es punto a punto o multipunto. Los medios guiados más utilizados para la transmisión de datos son el cableado de cobre y la fibra óptica.
Cableado de cobre
El cableado de cobre es más común de unión entre host y dispositivos en redes locales (LAN). Los principales tipos de cables de cobre usados son:
- Cable coaxial.
- Par trenzado.
- cable coaxial
Compuesto por un conductor cilíndrico externo hueco que rodea un solo alambre interno compuesto de dos elementos conductores. Uno de estos elementos (ubicado en el centro del cable) es un conductor de cobre. Está rodeado por una capa de aislamiento flexible. Sobre este material aislador hay una malla de cobre tejida o una hoja metálica que actúa como segundo alambre del circuito, y como blindaje del conductor interno. Esta segunda capa de blindaje ayuda a reducir la cantidad de interferencia externa, y se encuentra recubierto por la envoltura plástica externa del cable que es la funda.
Medios de transmisión
Esto es importante ya que hemos mejorado nuestra calidad de vida, podemos decir que los medios de transmisión de redes se ha vuelto parte de nuestras vidas porque gracias a ellos podemos comunicarnos y enterarnos de todo.
La naturaleza del medio junto con la de la señal que se transmite a través de él constituyen los factores determinantes de las características y la calidad de la transmisión. En el caso de medios guiados es el propio medio el que determina el que determina principalmente las limitaciones de la transmisión: velocidad de transmisión de los datos, ancho de banda que puede soportar y espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados resulta más determinante en la transmisión el espectro de frecuencia de la señal producida por la antena que el propio medio de transmisión.
Algunos medios de transmisión guiados son:
El cable coaxial consta de un alambre de cobre duro en su parte central, es decir, que constituye el núcleo, el cual se encuentra rodeado por un material aislante. Este material aislante está rodeado por un conductor cilíndrico que frecuentemente se presenta como una malla de tejido trenzado. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector.
La construcción del cable coaxial produce una buena combinación y un gran ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido. El ancho de banda que se puede obtener depende de la longitud del cable; para cables de 1km, por ejemplo, es factible obtener velocidades de datos de hasta 10Mbps, y en cables de longitudes menores, es posible obtener velocidades superiores. Se pueden utilizar cables con mayor longitud, pero se obtienen velocidades muy bajas. Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de largas distancia del sistema telefónico.
fibra óptica
Un cable de fibra óptica consta de tres secciones concéntricas. La más interna, el núcleo, consiste en una o más hebras o fibras hechas de cristal o plástico. Cada una de ellas lleva un revestimiento de cristal o plástico con propiedades ópticas distintas a las del núcleo. La capa más exterior, que recubre una o más fibras, debe ser de un material opaco y resistente.
Un sistema de transmisión por fibra óptica está formado por una fuente luminosa muy monocromática (generalmente un láser), la fibra encargada de transmitir la señal luminosa y un fotodiodo que reconstruye la señal eléctrica.
Algunos medios no guiados:
Microondas
Además de su aplicación en hornos, las microondas nos permiten transmisiones tanto terrestres como con satélites. Dada su frecuencias, del orden de 1 a 10 Ghz, las microondas son muy direccionales y sólo se pueden emplear en situaciones en que existe una línea visual que une emisor y receptor. Los enlaces de microondas permiten grandes velocidades de transmisión, del orden de 10 Mbps.
La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos, consistente en un hilo muy fino de material transparente,vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede provenir de un láser o un diodo LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
La relevancia de la fibra óptica se cifra en el hecho de ser uno de los principales medios sobre el que se sustentan las telecomunicaciones. La misma puede entenderse como una suerte de cable que en lugar de transmitir electricidad como sucedería en un cable de cobre, transmite pulsos de luz. La fibra óptica sin lugar a dudas ha sido una de las invenciones que más beneficios ha generado en este sentido, hecho que se sustenta en la gran velocidad que es capaz de alcanzar para transmisión de datos. Además, la fibra óptica permite que las transmisiones estén exentas de interferencias de distinto orden.
Medios de transmisión
El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Los medios guiados conducen (guían) las ondas a través de un camino físico, ejemplos de estos medios son el cable coaxial, la fibra óptica y el par trenzado. Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos tenemos el aire y el vacío.
Esto es importante ya que hemos mejorado nuestra calidad de vida, podemos decir que los medios de transmisión de redes se ha vuelto parte de nuestras vidas porque gracias a ellos podemos comunicarnos y enterarnos de todo.
La naturaleza del medio junto con la de la señal que se transmite a través de él constituyen los factores determinantes de las características y la calidad de la transmisión. En el caso de medios guiados es el propio medio el que determina el que determina principalmente las limitaciones de la transmisión: velocidad de transmisión de los datos, ancho de banda que puede soportar y espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados resulta más determinante en la transmisión el espectro de frecuencia de la señal producida por la antena que el propio medio de transmisión.
Algunos medios de transmisión guiados son:
Pares trenzados
Este consiste en dos alambres de cobre aislados, en general de 1mm de espesor. Los alambres se entrelazan en forma helicoidal, como en una molécula de DNA. La forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor. Los pares trenzados se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital, y su ancho de banda depende del calibre del alambre y de la distancia que recorre; en muchos casos pueden obtenerse transmisiones de varios megabits, en distancias de pocos kilómetros. Debido a su adecuado comportamiento y bajo costo, los pares trenzados se utilizan ampliamente y es probable que se presencia permanezca por muchos años.
Cable coaxial
El cable coaxial consta de un alambre de cobre duro en su parte central, es decir, que constituye el núcleo, el cual se encuentra rodeado por un material aislante. Este material aislante está rodeado por un conductor cilíndrico que frecuentemente se presenta como una malla de tejido trenzado. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector.
La construcción del cable coaxial produce una buena combinación y un gran ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido. El ancho de banda que se puede obtener depende de la longitud del cable; para cables de 1km, por ejemplo, es factible obtener velocidades de datos de hasta 10Mbps, y en cables de longitudes menores, es posible obtener velocidades superiores. Se pueden utilizar cables con mayor longitud, pero se obtienen velocidades muy bajas. Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de largas distancia del sistema telefónico.
fibra óptica
Un cable de fibra óptica consta de tres secciones concéntricas. La más interna, el núcleo, consiste en una o más hebras o fibras hechas de cristal o plástico. Cada una de ellas lleva un revestimiento de cristal o plástico con propiedades ópticas distintas a las del núcleo. La capa más exterior, que recubre una o más fibras, debe ser de un material opaco y resistente.
Un sistema de transmisión por fibra óptica está formado por una fuente luminosa muy monocromática (generalmente un láser), la fibra encargada de transmitir la señal luminosa y un fotodiodo que reconstruye la señal eléctrica.
Algunos medios no guiados:
Radio enlaces de VHF y UHF
Estas bandas cubren aproximadamente desde 55 a 550 Mhz. Son también omnidireccionales, pero a diferencia de las anteriores la ionosfera es transparente a ellas. Su alcance máximo es de un centenar de kilómetros, y las velocidades que permite del orden de los 9600 bps. Su aplicación suele estar relacionada con los radioaficionados y con equipos de comunicación militares, también la televisión y los aviones.
Microondas
Además de su aplicación en hornos, las microondas nos permiten transmisiones tanto terrestres como con satélites. Dada su frecuencias, del orden de 1 a 10 Ghz, las microondas son muy direccionales y sólo se pueden emplear en situaciones en que existe una línea visual que une emisor y receptor. Los enlaces de microondas permiten grandes velocidades de transmisión, del orden de 10 Mbps.
La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos, consistente en un hilo muy fino de material transparente,vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede provenir de un láser o un diodo LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
Funcionamiento
Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión interna total) y la ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.
Fibra multimodo
Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico.
El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo:
Índice escalonado: en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción constante en toda la sección cilíndrica, tiene alta dispersión modal.
Índice gradual: mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante, tiene menor dispersión modal y el núcleo se constituye de distintos materiales.
Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo según su ancho de banda se incluye el +pichar (multimodo sobre láser) a los ya existentes OM1 y OM2 (multimodo sobre LED).
OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores
OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m), usan láser (VCSEL) como emisores.
Bajo OM3 se han conseguido hasta 2000 MHz km (10 Gbit/s), es decir, una velocidades 10 veces mayores que con OM1.
Fibra monomodo
Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
La relevancia de la fibra óptica se cifra en el hecho de ser uno de los principales medios sobre el que se sustentan las telecomunicaciones. La misma puede entenderse como una suerte de cable que en lugar de transmitir electricidad como sucedería en un cable de cobre, transmite pulsos de luz. La fibra óptica sin lugar a dudas ha sido una de las invenciones que más beneficios ha generado en este sentido, hecho que se sustenta en la gran velocidad que es capaz de alcanzar para transmisión de datos. Además, la fibra óptica permite que las transmisiones estén exentas de interferencias de distinto orden.
Antes de entrar en materia, creemos que es necesario entender una serie de hechos básicos sobre tecnología espacial para luego discutir en detalle los sistemas de navegación por satélite.
Un satélite es transportado a su órbita abordo de un cohete capaz de alcanzar la velocidad suficiente requerida para no verse influenciado por el campo gravitatorio terrestre.
Una vez conseguido esto, es virtualmente posible conseguir cualquier plano o altitud de la órbita mediante la utilización de modernos cohetes. El plano de la órbita se denomina inclinación.
VELOCIDAD DE LA ÓRBITA:
Un satélite puede permanecer en su órbita sólo si su velocidad es lo suficientemente mayor como para vencer la gravedad y menor que la requerida para escapar de la gravedad. La velocidad del satélite es pues como un compromiso entre esos dos factores pero ha de ser absolutamente precisa para la altitud elegida.
V=K/(sqrt(r+a)) Km/s
Donde:
V=a velocidad de la órbita en kilómetros por segundo.
a=altitud de la órbita sobre la superficie de la tierra, en Km.
r=el radio medio de la tierra, aproximadamente 6371Km.
K=630
Aunque la tierra no es perfecta y su radio puede variar, vamos a tomar que posee un valor de 6371Km. La velocidad de un satélite con altitud de 200 Km necesitará una V=177Km/s.
La velocidad para un satélite con una altitud de 1075km será de V=7.3km/s (satélite TRANSIT).
El periodo que posee un satélite viene dado por la siguiente fórmula:
P=K(r+a/r)3/2 minutos
Donde
P=periodo de una órbita en minutos.
a=altitud de la órbita sobre la superficie terrestre.
r=radio medio de la tierra.
K=84.49.
El periodo para un satélite cuya altitud es de 200 Km es: P=88.45 minutos.
MODELOS DE ENLACE DEL SISTEMA SATELITAL
Esencialmente, un sistema satelital consiste de tres secciones básicas: una subida, un transponder satelital y una bajada.
Modelo de subida
El principal componente dentro de la sección de subida satelital, es el transmisor de estación terrena. Un típico transmisor de la estación terrena consiste de un modulador de IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar la banda del último espectro de salida (por ejemplo, un filtro pasa-bandas de salida). El modulador de IF se convierte la IF convierte las señales de banda base de entrada a una frecuencia intermedia modulada en FM, en PSK o en QAM. El convertidor (mezclador y filtro pasa-bandas) convierte la IF a una frecuencia de portadora de RF apropiada. El HPA proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y potencia de salida para propagar la señal al transponder del satélite. Los HPA comúnmente usados son klystons y tubos de onda progresiva.
Transponder
Un típico transponder satelital consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF), un amplificador de bajo ruido de entrada (LNA), un traslador de frecuencias, un amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. Este transponder es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de transponder son los repetidores de IF, y de banda base, semejantes a los que se usan en los repetidores de microondas.
Modelo de bajada
Un receptor de estación terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF. Nuevamente, el BPF limita la potencia del ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo túnel o un amplificador paramétrico. El convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezclador /pasa-bandas que convierte la señal de RF recibida a una frecuencia de IF.
Enlaces cruzados
Ocasionalmente, hay aplicaciones en donde es necesario comunicarse entre satélites. Esto se realiza usando enlaces cruzados entre satélites o enlaces intersatelitales (ISL). Una desventaja de usar un ISL es que el transmisor y receptor son enviados ambos al espacio. Consecuentemente la potencia de salida del transmisor y la sensibilidad de entrada del receptor se limitan.
Hoy en día, este tipo de elementos son utilizados para las más variadas funciones, destacándose entre ellas la relacionada con la comunicación y la observación de la tierra para la elaboración de mapas , el geoposicionamiento, etc.; la investigación también hace uso de los mismos cuando son utilizados para observar con mayor eficacia otros cuerpos celestes.
Como vemos, los satélites tienen una gran influencia en nuestras vidas, ya sea que estemos haciendo referencia a los naturales como a los artificiales. En este último caso sin lugar a dudas veremos una gran cantidad de nuevas variantes en el futuro que servirán para mejorar significativamente nuestra calidad de vida.
