UNIDAD II

 

II. Unidad 

Medios de comunicación

Medios de comunicación

1. Medios guiados:

Los medios de transmisión guiados están constituidos por cables que se encargan de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Los medios de transmisión guiados se clasifican en:

A. CABLES PAR TRENZADO

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.

El cable de par trenzado puede transmitir televisión, teléfono y datos a una velocidad relativamente baja en comparación con el cable de fibra óptica. Los cables de par trenzado son cables a base de cobre rodeados de aislamiento con otros materiales. Por tanto, son de mayor diámetro que los cables de fibra óptica.

TIPOS DE CABLES DE PAR TRENZADO: UTP, STP Y FTP

Cable UTP

Según su método de construcción están orientados a uso doméstico, industrial o para transmitir varias señales de datos de forma simultánea. La diferencia básica de todos estos tipos, es la forma de aislamiento que implementan, ya que la configuración básica es siempre la misma: dos conductores con trenzado helicoidal.

Contiene pares trenzados sin blindar que se utilizan para diferentes tecnologías de redes locales. En este tipo de cables entre cada una de las parejas de cables no existe un medio de separación que los aísle de las otras parejas.

Casi siempre es utilizado en redes locales de corta distancia, ya que, al estar más expuestos, la señal se irá degradando si no se introduce un repetidor de señal cada poco. Estos cables son de bajo coste y normalmente tienen una impedancia característica de 100 Ω. Son los que se han utilizado en la red telefónica doméstica, en dos pares trenzados con conector RJ11. Pero también se utilizan en configuración de 4 pares mediante el conector RJ45, DB25 o DB11.

Cable STP

En este caso ya sí que tenemos cada uno de los pares trenzados rodeados de una cubierta de protección normalmente hecha de aluminio. Estos cables se utilizan en redes que requieren más altas prestaciones como los nuevos estándares Ethernet, en donde se necesita un alto ancho de banda, latencias muy bajas y bajísimas tasas de error de bit. Son cables más caros que los anteriores y permiten trazar mayores distancias sin necesidad de repetidor. Su impedancia característica es de 150 Ω. Generalmente utilizados con conectores RJ49.

Cable FTP

Este es un cable cuyos pares trenzados están separados entre ellos por un sistema básico basado en plástico o material no conductor. En este caso el apantallamiento no es individual, sino global que envuelve a todo el grupo de pares trenzados, y está construido de aluminio.

No cuenta con tan buenas prestaciones como los cables STP, pero si mejoran a los UTP en cuanto a distancia y aislamiento. Son muy utilizados y utilizan el conector RJ45, y su impedancia característica es de 120 Ω.

Cable SSTP

Este cable tiene una estructura propia de un cable STP, es decir con cada uno de los pares recubierto por aluminio, pero a su vez también tiene un forro global alrededor de material LSZH. Es el de más altas prestaciones, con excelente protección frente a altas frecuencias y gran capacidad de trasmisión a largas distancias. Su pantalla global irá de forma general conectada a la toma de tierra de los equipos, para eliminar tensiones residuales. Por supuesto es el cable de mayor coste de la lista. Su resistencia es de 100 Ω, y es compatible con los conectores RJ45.

Cable SFTP

Este cable se basa en la construcción del cable FTP, pero en el apantallamiento global se le ha añadido una malla metálica LSZH alrededor para aumentar el aislamiento de este cable. Al igual que el anterior, esta lámina irá conectada a la toma de tierra en los dispositivos que la tengan. Estos mejoran las prestaciones de un cable FTP, aunque siguen siendo inferiores a los cables SSTP.

B. CABLES 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.

TIPOS DE CABLE COAXIAL

El cable coaxial se puede dividir en dos tipos básicos, cables coaxiales de banda base y cable coaxial de banda ancha. 

CLASIFICACIÓN DEL CABLE COAXIAL

BANDA BASE

En la actualidad, la banda de base es un cable de uso común, la línea de blindaje está hecha de malla de cobre, impedancia característica de 50 (como RG-8, RG-58, etc.); La capa de blindaje del cable utilizado en los cables coaxiales de banda ancha suele estar hecha de aluminio y la impedancia característica es 75 (como RG-59).

SEGÚN SU DIÁMETRO

El cable coaxial según su diámetro se puede dividir en: cable coaxial grueso y cable coaxial fino.

CABLE GRUESO ("thick")

Inicialmente fue el cable más utilizado en las redes de área local (LAN), incluso al día de hoy aún se sigue usando en determinadas circunstancias (alto grado de interferencias). El cable grueso es conveniente para la red local grande, su distancia estándar es larga, la confiabilidad es alta, porque la instalación no necesita cortar el cable, por lo tanto puede ajustar flexiblemente la posición de la red de la computadora según la necesidad. Para el cable coaxial grueso la red de cable debe instalar el cable del transceptor, la dificultad de instalación es grande. Los diámetros de su alma/malla son 2,6/9,5 mm. y el diámetro total del cable es de 1 cm. aprox.

COAXIAL FINO ("thin")

Surgió como alternativa al cable anterior, al ser más económico flexible y sencillo de instalar. Los diámetros de su alma/malla son 1,2/4,4 mm.  y el diámetro total del cable es de 0,5 cm. aprox. Sin embargo, sus propiedades de transmisión son sensiblemente peores que las del coaxial grueso. Como el uso de cable coaxial en redes de trabajo ha sido reemplazado por el cable de par trenzado nos centraremos en los usos de cable coaxial para la distribución de señales de audio/vídeo. La instalación de cables finos es relativamente simple, de bajo costo y el proceso de instalación para cortar el cable.

C. 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. Hay tres tipos de cables de fibra óptica usados comúnmente: monomodo, multimodo y fibra óptica plástica (POF).

CABLE MONOMODO

El monomodo significa que la fibra sólo puede propagarse un modo de la luz a la vez. Un cable monomodo es un solo puesto (la mayoría de las aplicaciones usan dos fibras) de fibra de vidrio con un diámetro de 8.3 a 10 micrones que solo tiene un modo de transmisión. La fibra monomodo tiene un diámetro relativamente estrecho, por el cual solo un modo propaga típicamente 1.310 o 1.550 nm. Carga más banda ancha que la fibra multimodo, pero requiere una fuente de luz con ancho espectral estrecho. Este tipo de fibra se usa en muchas aplicaciones en las cuales los datos son enviados en multi frecuencia así que solo se necesita un cable (monomodo en una sola fibra).

CABLES MULTIMODO

En un cable multimodo significa que la fibra puede propagarse varios modos de la luz a la vez. Un cable multimodo tiene un diámetro un poco más grande, con diámetros comunes en el rango de 50 a 100 micrones para el componente que carga la luz. En la mayoría de las aplicaciones en las que el cable multimodo es usado, se requieren dos fibras. La fibra multimodo brinda banda ancha alta con velocidades altas (de 10 a 100 MB) (en Gigabit se alcanzan distancias de 275 m a 2 km) sobre distancias medianas.

Las ondas de luz son dispersadas en varios caminos, o modos, mientras viajan a través del núcleo del cable típicamente 850 o 1.300 nm. El diámetro de un núcleo multimodo típico puede estar entre 50, 62.5, y 100 micrómetros. Aunque, en cableados largos (más de 914.4 metros) múltiples caminos de luz pueden causar distorsión en el lado receptor, resultando una transmisión de datos incompleta, por lo que los diseñadores tienden a utilizar fibra monomodo en nuevas aplicaciones que utilicen Gigabit o más.

FIBRA ÓPTICA PLÁSTICA

La fibra óptica plástica (o POF, por Plastic -o Polymer- Optical Fibre) es un tipo de fibra óptica hecha esencialmente de plástico. Generalmente se construye con un núcleo de polimetilmetacrilato y un revestimiento de polímeros fluoruros.

2. MEDIOS NO GUIADOS

Los medios de transmisión no guiados son los que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, sino que las señales se propagan libremente a través del medio. Entre los medios más importantes se encuentran el aire y el vacío.

Tanto la transmisión como la recepción de información se llevan a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

A. COMUNICACIÓN VÍA SATÉLITE

Los satélites son un medio de transmisión no guiado, muy apto para emitir señales de radio en zonas amplias o poco desarrolladas, ya que pueden utilizarse como enormes antenas suspendidas del cielo. Se suelen utilizar frecuencias elevadas en el rango de los GHz. El primer satélite de comunicaciones, el TELSTAR 1, se puso en órbita el 10 de julio en 1962. La primera transmisión de televisión vía satélite se llevó a cabo en 1962.

El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada. Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario. El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.

Los satélites mantienen en órbita, pues existe equilibrio entre la fuerza centrifuga, por la velocidad que llevan en la órbita, y la fuerza de atracción de la gravedad terrestre. Dependiendo de la altura de la órbita, el satélite toma más o menos tiempo en una circunvolución: a mayor altura, el satélite toma más tiempo. 

ÓRBITA ECUATORIAL:

En este tipo de órbita la trayectoria del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de 0.

ÓRBITAS INCLINADAS:

En este curso la trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador.

ÓRBITAS POLARES:

En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la tierra pasando sobre los polos y perpendicular al ecuador.

ÓRBITAS CIRCULARES:

Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos.

ÓRBITAS ELÍPTICAS:

Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria elíptica. Este tipo de órbita posee un perigeo y un apogeo.

COMUNICACIÓN VÍA MICROONDAS

En este sistema se utiliza el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite de forma digital a través de las ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales o múltiples 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 transmisión es en línea recta (lo que está a la vista) y por lo tanto se ve afectada por accidentes geográficos, 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 través de repetidoras, a la vez que permite la transmisión de datos en su forma natural.

CARACTERÍSTICAS

Frecuencias muy altas de 3 GHz a 100 GHz

Longitud de onda muy pequeña

Antenas parabólicas

Receptor y transmisor en línea visual

A 100m de altura se alcanzan unos 80 Km sin repetidores

Rebotan en los metales (radar)

RADIO FRECUENCIA

Se le conoce así a la tecnología que usa ondas aéreas electromagnéticas para comunicar información desde un punto a otro; son portadoras de radio porque desempeñan la función de entregar energía al receptor. Los datos que se transmiten son sobrepuestos sobre la señal de radio para que pueda extraer de manera precisa por el receptor.

El término radiofrecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3 kHz y unos 300 GHz. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.

CARACTERÍSTICAS:

· Facilidad con la cual puede ionizar el aire para crear una trayectoria conductora a través del aire.

· Una fuerza electromagnética que conduce la corriente del RF a la superficie de conductores, conocida como efecto de piel.

· La capacidad de aparecer atravesar las trayectorias que contienen el material aislador, como dieléctrico aislador de un condensador

 

VENTAJAS

· Es una alternativa barata en aquellos lugares donde el cable no puede instalarse fácilmente.

· Es una opción para las comunicaciones portátiles.

· Por lo general no necesita ninguna licencia.

· Atraviesan paredes

· Son omnidireccionales.

· Son capaces de transmitirse a grandes distancias.

 

DESVENTAJAS.

· No es práctico cuando se necesitan velocidades de comunicación elevadas.

· Esta sometido a interferencias producidas por radio aficionado, comunicaciones militares y telefonía móvil.

·  Sufren interferencias por algún equipo eléctrico.

TELEFONÍA MÓVIL CELULAR

La telefonía móvil o telefonía celular es un medio de comunicación inalámbrico a través de ondas electromagnéticas. Como cliente de este tipo de redes, se utiliza un dispositivo denominado teléfono móvil o teléfono celular.

La telefonía celular se diseñó para proporcionar conexiones de comunicaciones estables entre dos dispositivos móviles o entre una unidad móvil y una unidad estacionaria (tierra). 

Un proveedor de servidores debe ser capaz de localizar y seguir al que llama, asignando un canal a la llamada y transfiriendo la señal de un canal a otro a medida que el dispositivo se mueve fuera del rango de un canal y dentro del rango de otro. Para que este seguimiento sea posible, cada área de servicio celular se divide en regiones pequeñas denominadas células. Cada célula contiene una antena y está controlada por una pequeña central, denominada central de célula. A su vez, cada central está controlada por una central de conmutación denominada central de conmutación de telefonía móvil (MTSO, Mobile telephone switching office).

La MTSO coordina las comunicaciones entre todas las centrales de célula y la central telefónica. Es un centro computarizado que es responsable de conectar las llamadas y de grabar información sobre la llamada y la facturación.

La transmisión celular tradicional es analógica. Para minimizar el ruido, se usa modulación en frecuencia (FM) entre los teléfonos móviles y la central de célula. La FCC asigna dos bandas para uso celular. La banda entre 824 y 849 Mhz lleva todas las comunicaciones que se inician en dispositivos móviles. La banda entre 869 y 894 Mhz transporta las comunicaciones que se inician desde los teléfonos fijo. Las frecuencias portadoras se reparten cada 30 Khz, lo que permite que cada banda pueda soportar hasta 833 portadoras.

Para hacer una llamada desde un teléfono móvil, el usuario introduce un código de 7 o10 dígitos (un número de teléfono) y aprieta el botón de enviar. En ese momento, el teléfono móvil barre la banda, buscando un canal de inicio con una señal potente y envíalos datos (número de teléfono) a la central de célula más cercana que usa ese canal. La central de la célula retransmite los datos a la MTSO.

La MTSO envía los datos a la central telefónica central. Si el destinatario de la llamada está disponible, se establece conexión y se devuelven los resultados a la MTSO. En ese momento, la MTSO asigna un canal de voz sin usar a la llamada y se establece la conexión. El teléfono móvil ajusta automáticamente su sintonía para el nuevo canal y comienza la transmisión de voz.

VENTAJAS

* Facilita la comunicación en grandes distancias

* Adquiere múltiples aplicaciones cada día

DESVENTAJAS:

* Cobertura limitada

* Costos elevados

E. COMUNICACIÓN POR WIFI

WiFi (forma abreviada de “Wireless Fidelity”) es el término popular usado para referirse a las redes de área local inalámbricas de alta frecuencia (WLAN) con un alcance aproximado de 100 metros.

El wifi (sustantivo común en español, incluido en el Diccionario de las Academias, proveniente de la marca Wi-Fi) es un mecanismo de conexión de dispositivos electrónicos de forma inalámbrica. Los dispositivos habilitados con wifi (como una computadora personal, un televisor inteligente, una videoconsola, un teléfono inteligente o un reproductor de música) pueden conectarse a internet a través de un punto de acceso de red inalámbrica.

Dicho punto de acceso tiene un alcance de unos veinte metros en interiores, distancia que es mayor al aire libre.

F. COMUNICACIÓN POR BLUETOOTH

El Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.4 GHz.

Las redes inalámbricas Bluetooth se utilizan la interconexión de todo tipo de dispositivos modernos compatibles, tales como teléfonos celulares, computadoras portátiles, computadoras de escritorio, asistentes digitales personales, audífonos, etc., ya que con este tipo de tecnología es posible prescindir de los cables.

F. COMUNICACIÓN POR BLUETOOTH

El Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.4 GHz.

Las redes inalámbricas Bluetooth se utilizan la interconexión de todo tipo de dispositivos modernos compatibles, tales como teléfonos celulares, computadoras portátiles, computadoras de escritorio, asistentes digitales personales, audífonos, etc., ya que con este tipo de tecnología es posible prescindir de los cables.

Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:

* Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles.

* Eliminar los cables y conectores entre estos.

* Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

 

G. COMUNICACIÓN POR RAYOS INFRARROJOS

Se trata de emisores/receptores de las ondas infrarrojas entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita "ver" al otro para realizar la comunicación por ello es escasa su utilización a gran escala. Esa es su principal desventaja, a diferencia de otros medios de transmisión inalámbricos (Bluetooth, Wireless, etc.). Las redes por infrarrojos permiten la comunicación entre dos nodos, y para ello utilizan una serie (por lo menos un par) de redes.