1. MEDIOS DE TRANSMISION 2. REDES LOCALES BASICO ING. DE SISTEMAS TIRZA KATHERINE RODRIGUEZ DE AVILA 3. MEDIO DE TRANSMISION El medio de transmisin constituye el soporte fsico a travs del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisin de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos la transmisin se realiza por medio de ondas electromagnticas. Los medios guiados conducen (guan) las ondas a travs de un camino fsico, ejemplos de estos medios son el cable coaxial, la fibra ptica 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 vaco. La naturaleza del medio junto con la de la seal que se transmite a travs de l constituyen los factores determinantes de las caractersticas y la calidad de la transmisin. En el caso de medios guiados es el propio medio el que determina el que determina principalmente las limitaciones de la transmisin: velocidad de transmisin de los datos, ancho de banda que puede soportar y espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados resulta ms determinante en la transmisin el espectro de frecuencia de la seal producida por la antena que el propio medio de transmisin 4. Guiados: Alambre: se uso antes de la aparicin de los dems tipos de cables (surgi con el telgrafo). Gua de honda: verdaderamente no es un cable y utiliza las microondas como medio de transmisin. Fibra ptica: es el mejor medio fsico disponible gracias a su velocidad y su ancho de banda, pero su inconveniente es su coste. Par trenzado: es el medio ms usado debido a su comodidad de instalacin y a su precio. Coaxial: fue muy utilizado pero su problema venia porque las uniones entre cables coaxial eran bastante problemticas. 5. ALAMBRE El alambre se emplea desde muchos siglos antes de nuestra era. El procedimiento de fabricacin ms antiguo consista en batir lminas de metal hasta darles el espesor requerido, y cortarlas luego en tiras estrechas que se redondeaban a golpes de martillo para convertirlas en alambre. Dicho procedimiento se aplic hasta mediados del siglo XIV. Sin embargo, en excavaciones arqueolgicas se han encontrado alambres de latn de hace ms de 2000 aos que al ser examinados presentaron indicios de que su fabricacin podra atribuirse al procedimiento de la hilera 6. GUIA DE ONDAS Una gua de onda, es un tubo conductor hueco, que generalmente es de seccin transversal rectangular, o bien circular o elptica. Las dimensiones de esta de la seccin transversal se seleccionan de tal forma que las ondas electromagnticas se propaguen dentro del interior de la gua; cabe recordar que las ondas electromagnticas no necesitan un medio material para propagarse. Las paredes de la gua de onda son conductores y por lo tanto reflejan energa electromagntica de la superficie. En una gua de onda, la conduccin de energa no ocurre en las paredes de la gua de onda sino a travs del dielctrico dentro de la gua de onda. La energa electromagntica se propaga a lo largo de la gua de onda reflejndose hacia un lado y otro en forma de zig-zag. 7. En algunos sistemas de telecomunicaciones utilizan la propagacin de ondas en el espacio libre, pero tambin se puede transmitir informacin mediante el confinamiento de las ondas en cables o guas. En altas frecuencias las lneas de transmisin y los cables coaxiales tienen atenuaciones muy elevadas por lo que impiden que la transmisin de la informacin sea la adecuada, son imprcticos para aplicaciones en HF(alta frecuencia) o de bajo consumo de potencia, especialmente en el caso de las seales cuyas longitudes de onda son del orden de centmetros, esto es, microondas. La transmisin de seales por guas de onda reduce la disipacin de energa, es por ello que se utilizan en las frecuencias denominadas de microondas con el mismo propsito que las lneas de transmisin en frecuencias ms bajas, ya que se presentan poca atenuacin para el manejo de seales de alta frecuencia. En las guas, los campos elctricos y los campos magnticos estn confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de este modo no hay prdidas de potencia por radiacin y las prdidas en el dielctrico son muy bajas debido a que suele ser aire. Este sistema evita que existan interferencias en el campo por otros objetos, al contrario de lo que ocurra en los sistemas de transmisin abiertos. 8. FIBRA OPTICA Es el medio de transmisin de datos inmune a las interferencias por excelencia , por seguridad debido a que por su interior dejan de moverse impulsos elctricos , proclives a los ruidos del entorno que alteren la informacin. Al conducir luz por su interior , la fibra ptica no es propensa a ningn tipo de interferencia electromagntica o electrosttica.. Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energa de naturaleza ptica. Su forma es cilndrica con tres secciones radiales: ncleo, revestimiento y cubierta. El ncleo est formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plstico. Cada fibra est rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plstico con diferentes propiedades pticas distintas a las del ncleo. Alrededor de este conglomerado est la cubierta (constituida de material plstico o similar) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones, humedad, etc. Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso ltimamente para LAN. Sus beneficios frente a cables coaxiales y pares trenzados son : - Permite mayor ancho de banda. - Menor tamao y peso. - Menor atenuacin. - Aislamiento electromagntico. Mayor separacin entre repetidores. Generalmente esta luz es de tipo infrarrojo y no es visible al ojo humano. La modulacin de esta luz permite transmitir informacin tal como lo hacen los medios elctricos Su rango de frecuencias es todo el espectro visible y parte del infrarrojo. El mtodo de transmisin es: los rayos de luz inciden con una gama de ngulos 9. Las fibras pticas se clasifican de acuerdo al modo de propagacin que dentro de ellas describen los rayos de luz emitidos .En esta clasificacin existen tres tipos .Los tipos de dispersin de cada uno de los modos pueden ser apreciados. Monomodo: En este tipo de fibra los rayos de luz transmitidos por la fibra viajan linealmente. Si se reduce el radio del ncleo, el rango de ngulos disminuye hasta que slo sea posible la transmisin de un rayo, el rayo axial, y a este mtodo de transmisin se Este tipo de fibra puede ser considerada como el modelo mas sencillo de fabricar y sus aplicaciones son concretas. Multimodo: Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de ngulos los que irn rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino . Los inconvenientes del modo multimodal es que debido a que dependiendo al ngulo de incidencia de los rayos, estos tomarn caminos diferentes y tardarn ms o menos tiempo en llegar al destino, con lo que se puede producir una distorsin ( rayos que salen antes pueden llegar despus ), con lo que se limita la velocidad de transmisin posible. Hay un tercer modo de transmisin que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y que consiste en cambiar el ndice de refraccin del ncleo. A este modo se le llama multimodo de ndice gradual. Los emisores de luz utilizados son: LED (de bajo costo, con utilizacin 10. PAR TRENZADO Es el medio guiado ms barato y ms usado. Consiste en un par de cables, embutidos para su aislamiento, para cada enlace de comunicacin. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferentes. La utilizacin del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagntica. Este tipo de medio es el ms utilizado debido a su bajo costo( se utiliza mucho en telefona ) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisin y su corta distancia de alcance. Con estos cables , se pueden transmitir seales analgicas o digitales. Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias. Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsin y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas. Los pares sin apantallar son los ms baratos aunque los menos resistentes a interferencias ( aunque se usan con xito en telefona y en redes de rea local ). A velocidades de transmisin bajas, los pares apantallados son menos susceptibles a interferencias, aunque son ms caros y ms difciles de instalar. Descripcin rpida de los tipos: UTP: Normal con los 8 cables trenzados. STP: Cada par lleva una maya y luego todos con otra maya. 11. COAXIAL Consiste en un cable conductor interno ( cilndrico ) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable. Este cable, aunque es ms caro que el par trenzado, se puede utilizar a ms larga distancia, con velocidades de transmisin superiores, menos interferencias y permite conectar ms estaciones. Se suele utilizar para televisin, telefona a larga distancia, redes de rea local, conexin de perifricos a corta distancia, etc. Se utiliza para transmitir seales analgicas o digitales. Sus inconvenientes principales son: atenuacin, ruido trmico, ruido de intermodulacin. Para seales analgicas, se necesita un amplificador cada pocos kilmetros y para seales digitales un repetidor cada kilmetro. Este cable lo compone la maya y el vivo. Este tipo de cable ofrece una impedancia de 50 por metro. El tipo de conector es el RG58. Existen bsicamente dos tipos de cable coaxial. Banda Base: Es el normalmente empleado en redes de computadoras , con resistencia de 50 (Ohm) , por el que fluyen seales digitales . Banda Ancha: Normalmente mueve seales analgica , posibilitando la transmisin de gran cantidad de informacin por varias frecuencias , y su uso mas comn es la televisin por cable. Esto ha permitido que muchos usuarios de Internet tengan un nuevo tipo de acceso a la red , para lo cual existe en el mercado una gran cantidad de dispositivos , incluyendo mdem para CATV. 12. No guiados: Infrarrojos: poseen las mismas tcnicas que las empleadas por la fibra ptica pero son por el aire. Son una excelente opcin para las distancias cortas, hasta los 2km generalmente. Microondas: las emisiones pueden ser de forma analgica o digitales pero han de estar en la lnea visible. Satlite: sus ventajas son la libertad geogrfica, su alta velocidad. pero sus desventajas tiene como gran problema el retardo de las transmisiones debido a tener que viajar grandes distancias. Ondas cortas: tambin llamadas radio de alta frecuencia, su ventaja es que se puede transmitir a grandes distancias con poca potencia y su desventaja es que son menos fiables que otras ondas. Ondas de luz: son las ondas que utilizan la fibra ptica para transmitir por el vidrio. 13. INFRARROJO El infrarrojo es un tipo de luz que no podemos ver con nuestros ojos. Nuestros ojos pueden solamente ver lo que llamamos luz visible. La luz infrarroja nos brinda informacin especial que no podemos obtener de la luz visible. Nos muestra cunto calor tiene alguna cosa y nos da informacin sobre la temperatura de un objeto. Todas las cosas tienen algo de calor e irradian luz infrarroja. Incluso las cosas que nosotros pensamos que son muy fras, como un cubo de hielo, irradian algo de calor. Los objetos fros irradian menos calor que los objetos calientes. Entre ms caliente sea algo ms es el calor irradiado y entre ms fro es algo menos es el calor irradiado. Los objetos calientes brillan ms luminosamente en el infrarrojo porque irradian ms calor y ms luz infrarroja. Los objetos fros irradian menos calor y luz infrarroja, apareciendo menos brillantes en el infrarrojo. Cualquier cosa que tenga una temperatura irradia calor o luz infrarroja. En las imgenes infrarrojas mostradas abajo, colores diferentes son usados para representar diferentes temperaturas. Puedes encontrar cul temperatura es representada por un color usando la escala color- temperatura a la derecha de las imgenes. Las temperaturas estn en grados Fahrenheit. 14. El infrarrojo es un tipo de luz que no podemos ver con nuestros ojos. Nuestros ojos pueden solamente ver lo que llamamos luz visible. La luz infrarroja nos brinda informacin especial que no podemos obtener de la luz visible. Nos muestra cunto calor tiene alguna cosa y nos da informacin sobre la temperatura de un objeto. Todas las cosas tienen algo de calor e irradian luz infrarroja. Incluso las cosas que nosotros pensamos que son muy fras, como un cubo de hielo, irradian algo de calor. Los objetos fros irradian menos calor que los objetos calientes. Entre ms caliente sea algo ms es el calor irradiado y entre ms fro es algo menos es el calor irradiado. Los objetos calientes brillan ms luminosamente en el infrarrojo porque irradian ms calor y ms luz infrarroja. Los objetos fros irradian menos calor y luz infrarroja, apareciendo menos brillantes en el infrarrojo. Cualquier cosa que tenga una temperatura irradia calor o luz infrarroja. En las imgenes infrarrojas mostradas abajo, colores diferentes son usados para representar diferentes temperaturas. Puedes encontrar cul temperatura es representada por un color usando la escala color-temperatura a la derecha de las imgenes. Las temperaturas estn en grados Fahrenheit. 15. MICROONDAS En este sistemas se utiliza el espacio areo como medio fsico de transmisin. La informacin se transmite de forma digital a travs de las ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centmetros). Pueden direccionarse mltiples canales o mltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecerse enlaces punto a punto. Estructura: Las estaciones consiste en una antena tipo plato y de circuitos que se interconectan la antena con terminal del usuario. La transmisin es en lnea recta (lo que esta a la vista) y por lo tanto se ve afectada por accidentes geogrficos , edificios, bosques, mal tiempo, etc. El alcance promedio es de 40 km. en la tierra. Una de las principales ventajas importantes es la capacidad de poder transportar miles de canales de voz a grandes distancias a travs de repetidoras, a la vez que permite la transmisin de datos en su forma natural. Tres son las formas mas comunes de utilizacin en redes de procesamiento de datos : -redes entre ciudades , usando la red telefnica publica en muchos pases latinoamericanos esta basada en ,microondas)con antenas repetidoras terrestres . Redes metropolitanas privadas y para aplicaciones especificas. Redes de largo alcance con satlites. 16. Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisin de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estn restringidas a este campo solamente. Las microondas estn definidas como un tipo de onda electromagntica situada en el intervalo del milmetro al metro y cuya propagacin puede efectuarse por el interior de tubos metlicos. Es en si una onda de corta longitud. Tiene como caractersticas que su ancho de banda vara entre 300 a 3.000 MHz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 35 GHz y 26 GHz. Es usado como enlace entre una empresa y un centro que funcione como centro de conmutacin del operador, o como un enlace entre redes LAN. Para la comunicacin de microondas terrestres se deben usar antenas parablicas, las cuales deben estar alineadas o tener visin directa entre ellas, adems entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuacin e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosfricas. Las microondas son: - Las microondas son unidireccionales. - Las microondas son ms sensibles a la atenuacin producida por la lluvia 17. SATELITE Es un dispositivo que acta como reflector de las emisiones terrenas. Es decir que es la extensin al espacio del concepto de torre de microondas. Los satlites reflejan un haz de microondas que transportan informacin codificada. La funcin de reflexin se compone de un receptor y un emisor que operan a diferentes frecuencias a 6 Ghz. Y enva (refleja) a 4 Ghz. Por ejemplo. Los satlites giran alrededor de la tierra en forma sincronizada con esta a una altura de 35,680 km. En un arco directamente ubicado sobre el ecuador. Esta es la distancia requerida para que el satlite gire alrededor de la tierra en 24 horas. , Coincidiendo que da la vuelta completa de un punto en el Ecuador. El espaciamiento o separacin entre dos satlites de comunicaciones es de 2,880kms. Equivalente a un ngulo de 4 , visto desde la tierra . La consecuencia inmediata es de que el numero de satlites posibles a conectar de esta forma es infinito (y bastante reducido si se saben aprovechar). 18. El concepto satlite se puede referir a dos cosas: un satlite natural es un cuerpo celeste que orbita un planeta u otro cuerpo ms pequeo, al que se denomina "primario"; no tiene luz propia, tal como los planetas. Por ejemplo la Luna, que es un satlite, gira en torno al planeta Tierra. La definicin antes descrita es para un satlite natural, ya que para los satlites artificiales existe otra. Los satlites artificiales son aquellos objetos puestos en rbita mediante la intervencin humana, creados por el hombre; es un vehculo que puede o no contener tripulacin, el cual es colocado en rbita alrededor de un astro, con el objetivo de adquirir informacin de ste y transmitirla. En cuanto a los satlites naturales, estos son ms pequeos que el astro al que rodean, y son atrados recprocamente por fuerza de gravedad. Por lo general, aquellos satlites que giran en torno a planetas principales se les denominan lunas, pues se les asocia al satlite de la Tierra, la Luna 19. ONDA CORTA permite la recepcin alrededor del mundo prcticamente se encuentran en esta banda todos los servicios de telecomunicaciones: Sus usuarios son las emisoras fijas que realizan el trfico entre puntos fijos de la Tierra por medio de antenas direccionales. Estas ocupan aproximadamente el 48% del espectro de onda corta. Las llamadas martimas mviles ocupan aproximadamente el 17,5% de la banda total; para las emisoras de radiodifusin est reservado menos del 10% de la banda disponible, que viene a ser misma asignacin que para los radioaficionados; las bandas aeronuticas mviles cubren aproximadamente el 8,5% del espectro y el resto se ha destinado a las emisoras terrestres mviles y las estaciones de frecuencia estndar. La mayora de stas sern tratadas ms adelante. Con objeto de hacer frente a las variables condiciones de propagacin en las diferentes estaciones del ao, horas del da y variaciones de las manchas solares, las asignaciones hechas a estos usuarios no estn limitadas a una banda, sino repartidas sobre varias pequeas bandas, generalmente alrededor de los 250 kHz de ancho, distribuidas sobre todo en el margen de la onda corta. 20. ONDAS DE LUZ Uno de los problemas ms complejos para explicar la naturaleza ondulatoria de la luz ha sido preguntarse cul es el medio que vibra. Podemos or el sonido en el aire o bajo el agua porque tanto el aire como el agua son los medios materiales que transportan las ondas. En el vaco no se propaga el sonido porque no hay ningn medio que pueda vibrar. Sin embargo la luz s que puede viajar por el vaco y este hecho no ha resultado fcil de explicar. En un principio los fsicos suponan que deba haber "algo" en el vaco que sirviera para transportar las ondas luminosas, pero nadie poda detectarlo. En un principio se comenz a teorizar sobre la existencia de un "ter" que ocupaba el vaco y no poda ser eliminado. Se supona que el ter era el medio por el que viajaba la luz. Por un lado el ter deba ser un medio muy rgido para poder justificar la alta velocidad de propagacin de la luz y por otro lado, si se trataba de un medio tan rgido, no se explicaba por qu los objetos se podan mover a travs de l sin apenas resistencia. La idea del ter se mantuvo viva hasta que a principios del siglo XX Einstein justific que determinados tipos de ondas, como la luz, podan desplazarse en el vaco.