Tecnologías de redes de datos

Medios de transmisión

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Contenido

Introducción

Tipos de medios

Conceptos básicos

Aplicaciones de los medios

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Introducción

Elementos fundamentales de un sistema de comunicaciones

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Introducción

Los medios o canales son de suma importancia en los sistemas de comunicación

Es a través de los medios que la información se traslada del transmisor al receptor

Las características del medio influyen sobre la calidad de la comunicación

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Introducción

Ejemplo de sistema de comunicación

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Tipos de mediosMedios guiados: líneas de transmisión

Es cualquier sistema de conductores, semiconductores o una combinación de ambos, que puede emplearse para transmitir información, en la forma de energía eléctrica o electromagnética, entre dos puntosSon visibles, tangibles y flexibles

Medios no guiados: aireIntangible, permite comunicación punto-multipunto y entre punto fijo y puntos móviles

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Medios guiados: ejemplos

Bifilar

Coaxial

Fibra óptica Material dieléctrico 1

Material dieléctrico 2

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Línea de transmisión fundamental

Es necesario representar la línea como una red de parámetros distribuidos: L, G, R y CEste modelo puede representar una línea bifilar, de microcinta o coaxial

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Circuito equivalente de una línea de transmisión

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ImpedanciaEs la razón de la tensión fasorial a la corriente fasorial y se simboliza por la letra Z

Es una cantidad compleja, cuya dimensión está dada en ohmios

La impedancia es una parte del dominio de la frecuencia y no un concepto que forma parte del dominio del tiempo

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Impedancia característicaEs un valor particular de la impedancia de una línea de transmisión.

Depende de la geometría y dimensiones de la línea, así como de la frecuencia de operación

El fabricante proporciona la impedancia característica nominal del cable

[ ]Ω++

= ,)()(

0 CjGLjRZ

ωω

[ ]Ω= ,0 CLZ

Para altas frecuencias y pocas pérdidas

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Depende de las características del medio por el cual la onda viaja (tipo de dieléctrico)Si entre los conductores el medio es aire, se considera que la velocidad de la onda es igual a la velocidad de la luz en el espacio libre c (c = 300.000 km/s)Si el medio tiene una constante dieléctrica relativa εr mayor que 1 entonces la velocidad es:

Velocidad de propagación

r

cvε

=

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Longitud de onda

λ0 es la longitud de onda en el espacio libreAl reducirse la velocidad de propagación, la longitud de onda se reduceLa longitud de onda para un medio de propagación sin pérdidas

rmedio ε

λλ 0=fc

=0λ

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Propagación en una línea de transmisión sin pérdidas

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Atenuación

Atenuación de la onda al propagarse por el medio

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Línea con carga en infinito

La onda incidente nunca alcanzará la carga y no habrá reflexiónLa onda progresiva siempre ve una impedancia Z0

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Línea finita acoplada

Si al final de una línea finita se conecta una carga con impedancia Z0, ésta se comportarácomo si fuese infinita, no habrá onda reflejadaLa carga recibirá toda la potencia incidente disponible

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Línea finita desacoplada

Si la impedancia de la carga ZL y la impedancia característica Z0, son diferentes la línea ya no se comportará como si fuese infinita, estará desacoplada y habrá una onda reflejada

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Coeficiente de reflexión

Es la relación de la tensión reflejada a la tensión de entrada, o equivalentemente de corriente reflejada a corriente incidente.

Al extremo final de la línea esta dado por:

0

0

ZZZZ

L

L

+−

=ρ

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Relación de onda estacionariaROE, se puede determinar para cada punto de la línea, con un detector de onda estacionariaSe puede medir indirectamente en el laboratorio con un detector de onda estacionariaEl coeficiente de reflexión se puede determinar como: 1

1+−

=VSWRVSWR

vρ

ν

ν

ρρ

−+

==11

..

VmínVmáxVSWR

VSWRROE =

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Relación de onda estacionaria

Medición de ROE o VSWR

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Patrón de onda estacionaria

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Onda estacionaria: abiertoZL infinitoEl coeficiente de reflexión es real y positivo, ρ = 1La corriente sobre la carga es cero

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Onda estacionaria: cortoZL = 0El coeficiente de reflexión es real y negativo, ρ = -1La tensión sobre la carga es cero

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Diafonía

Es el acople de señal entre pares

Es un fenómeno indeseable debido al aislamiento o blindaje imperfecto

Es un tipo de interferencia que reduce la calidad de la transmisión en cada línea

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Aplicaciones de los medios guiados

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Cables coaxiales terrestresUsados ampliamente para la transmisión de señales de televisión, redes de computadorasUsados también para sistemas de vigilancia, comunicaciones industriales, instrumentos de medición

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Cables coaxiales: características

a) Impedancia b) atenuación

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Cables trenzadosUsado ampliamente en telefonía y en redes de área localConstituido por múltiples pares trenzadosEs común colocar los pares en parejas llamadas cuadretes

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Cables trenzados: características

a) Impedancia b) atenuación

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Fibra óptica

Propagación dentro de la fibra

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Trayectoria de la señal dentro de un conducto atmosférico

33

Comparación de líneas

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Sistemas de comunicación por satélite y microondas

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Referencias

Neri Vela, Rodolfo. Líneas de Transmisión, McGraw-Hill, México, 1999