TecCom-04-MediosDeTransmision

TECNOLOGÍA DE LAS COMUNICACIONES
MEDIOS DE TRANSMISIÓN1
Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga Salomón
Universidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Introducción
 Guiados - cableados
 No guiados – sin cable
 Características y calidad determinados por
el medio y la señal
 Para guiados, el medio es lo más
importante
 Para no guiados, el ancho de banda
producido por la antena es lo más
importante
 Las claves fundamentales son la velocidad
de datos y la distancia
2

Factores de diseño
Ancho de banda
Mayores ancho de banda dan mayores
velocidades de datos
Dificultades de la Transmisión
Atenuación
Interferencia
Número de receptores
En medios guiados
Más receptores (multi-punto) introducen
más atenuación
3

Espectro Electromagnético4

Medios de Transmisión Guiados
Par Trenzado
Cable Coaxial
Fibra óptica
5

Características de Transmisión de los
medios guiados
6
Frequency
Range
Typical
Attenuation
Typical
Delay
Repeater
Spacing
Twisted pair
(with
loading)
0 to 3.5 kHz 0.2 dB/km @
1 kHz
50 µs/km 2 km
Twisted pairs
(multi-pair
cables)
0 to 1 MHz 0.7 dB/km @
1 kHz
5 µs/km 2 km
Coaxial cable 0 to 500 MHz 7 dB/km @
10 MHz
4 µs/km 1 to 9 km
Optical fiber 186 to 370
THz
0.2 to 0.5
dB/km
5 µs/km 40 km

Par Trenzado
7

Par trenzado - Aplicaciones
El medio más común
Red Telefónica
Entre una casa y la oficina de
intercambio local (bucle de
abonado)
Interior a los edificios
Para PBX (private branch exchange)
Para redes de área local (LAN)
10Mbps or 100Mbps – Hoy 1Gbps y +
8

Par trenzado - Pros y Contras
Económico
Facilidad de manipulación y de
instalación
Velocidad de datos bajas
(respecto a la fibra)
Corto alcance (100 mts por
segmento)
9

Par trenzado – Características
de Transmisión
 Analógica
 Amplificadores cada 5km a 6km
 Digital
 Usa señales analógicas o digitales
 Repetidores cada 2km o 3km
 Distancia limitada
 Ancho de banda limitado (1MHz)
 Velocidad de datos limitada (100MHz)
 Susceptible a interferencias y ruido
10

Diafonía del extremo cercano
Acoplamiento de señal de un par a otro
El acoplamiento toma lugar cuando la
señal transmitida ingresa en el cable y
retorna por el par receptor en el mismo
extremo del enlace
ej. La señal transmitida es captada por
un par receptor cercano
11

Par trenzado blindado y sin blindaje
 Unshielded Twisted Pair (UTP) (sin blindaje)
 Cable común telefónico
 Más económico
 Más fácil de instalar
 Susceptible a interferencias EM
(electromagnéticas) externas
 Shielded Twisted Pair (STP) (con blindaje)
 Malla metálica o hoja de papel metálica que
reduce la interferencia
 Más caro
 Más difícil de manejar (más grueso, más pesado)
12

Categorías de UTP
 Cat 3
 hasta 16MHz
 Usado para voz en la mayoría de las oficinas
 Longitud de trenzado de 7.5 cm a 10 cm
 Cat 4
 hasta 20 MHz
 Cat 5
 hasta 100MHz
 Comúnmente pre-instalado en nuevos edificios
de oficinas
 Longitud de trenzado de 0.6 cm a 0.85 cm
 Cat 5E (Enhanced) – ver tablas
 Cat 6
 Cat 7
13

Comparación de cables de Par
trenzado14
Atenuación (dB per 100 m) Near-end Crosstalk (dB)
Frequencia
(MHz)
Category 3
UTP
Category 5
UTP
150-ohm
STP
Category 3
UTP
Category 5
UTP
150-ohm
STP
1 2.6 2.0 1.1 41 62 58
4 5.6 4.1 2.2 32 53 58
16 13.1 8.2 4.4 23 44 50.4
25 — 10.4 6.2 — 41 47.5
100 — 22.0 12.3 — 32 38.5
300 — — 21.4 — — 31.3

Categorías y Clases de
cables de par trenzado
15
Category
3 Class C
Category
5 Class D
Category
5E
Category
6 Class E
Category
7 Class F
Band
width
16 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz
Cable
Type
UTP UTP/FTP UTP/FTP UTP/FTP SSTP
Link
Cost
(Cat 5
=1)
0.7 1 1.2 1.5 2.2

Cable Coaxial
16

Cable Coaxial
17

Aplicaciones de Cable Coaxial
 Medio más versatil
 Distribución de Televisión
 Cable TV
 Transmisión de telefonía de larga distancia
 Puede transportar hasta 10.000 llamadas telefónicas
simultaneas
 Se está reemplazando por la fibra óptica
 Enlaces de sistemas de computadoras de
corta distancia
 Redes de área local (usado mucho antes del
UTP)
18

Cable Coaxial
Características de transmisión
Analógica
Amplificadores cada pocos km
Amplificadores más cercanos a
frecuencias mayores
Hasta 500MHz
Digital
Repetidores cada 1km
Repetidores más cercanos para
velocidades de datos más altas
19

Fibra Optica20

Fibra Optica21

Fibra Optica - Beneficios
Mayor capacidad
Velocidades de Datos de cientos de
Gbps
Menor tamaño y peso
Menor atenuación
Aislación electromagnética
Mayor espaciado entre repetidores
Decenas de km
22

Fibra Optica - Aplicaciones
Transmisiones a larga distancia
Transmisiones metropolitanas
Acceso a áreas rurales
Bucles de abonado
LANs
23

Fibra Optica – Características de
Transmisión
 Actúa como una guía de onda para 1014 to 1015 Hz
 Porciones de espectro infrarrojo y visible
 Diodo Emisor de Luz (LED)
 Más económico
 Opera en un rango de temperatura mayor
 Tiempo medio de vida mayor
 Diodo por Inyección Laser (ILD)
 Más eficiente
 Mayores velocidades de transmisión
 Multiplex por División de longitud de onda
24

Fibra Optica – Modos de
Transmisión25

Utilización de la Frecuencia
para Aplicaciones de fibra26
Wavelength
(in vacuum)
range (nm)
Frequency
range
(THz)
Band
label
Fiber type Application
820 to 900 366 to 333 Multimode LAN
1280 to 1350 234 to 222 S Single
mode
Various
1528 to 1561 196 to 192 C Single
mode
WDM
1561 to 1620 185 to 192 L Single
mode
WDM

Attenuation in Guided Media
27

Frecuencias de Transmisión
inalámbricas
 2GHz a 40GHz
 Microonda
 Altamente direccional
 Punto a punto
 Satelite
 30MHz a 1GHz
 Omnidireccional
 Intervalo de ondas de radio
 3 x 1011 a 2 x 1014 Hz
 Infrarrojas
 En áreas restringidas local
28

Antenas
 Conductor eléctrico (o sistema de..) usado para
irradiar energía electromagnética o captar
energía electromagnética
 Transmisión
 Energía de radio frecuencia desde el transmisor
 Se convierte la energía eléctrica a electromagnética
 Por la antena
 Irradiado en un entorno envolvente
 Recepción
 Energía electromagnética captada por la antena
 Se convierte la radio frecuencia a energía electrica
 Alimenta a un receptor
 Normalmente se usa la misma antena para
ambas funciones
29

Patrón de Radiación
Potencia irradiada en todas las
direcciones
No la misma performance en todas
las direcciones
Antena Isotrópica es (teórica) un
punto en el espacio
Irradia en todas las direcciones
igualmente
Da un patrón de radiación esférico
30

Antena Parabolica de Reflexión
 Usadas para aplicaciones de microondas terrestres y satelitales
 Una parábola es un lugar geométrico de todos los puntos que
equidistan de una línea recta dada y de un punto fijo que no
pertenece a la recta
 El punto de referencia de denomina foco
 La línea recta se denomina geneatriz(directrix)
 Si la parábolca se la hace girar sobre su eje se genera una
superficie llamada paraboloide
 Una sección paralela al eje da una parábola
 Una sección perpendicular al eje da un círculo
 Una fuente colocada en el foco producirá ondas reflejadas
desde la parábola, seguirán trayectoras paralelas al eje
 Crea (teoricamente) un haz paralelo de luz/sonido/radio
 En la recetor, la señal es concentrada en el foco, donde se
coloca el detector
31

Antena Parabólica de Reflexión
32

Ganancia de una Antena
 Es una medida de su direccionalidad
 Es la potencia de salida en esa dirección,
comparada con la potencia transmitida en
cualquier dirección por una antena
omnidireccional ideal (o antena isotrópica)
 Se mide en decibels (dB)
 Resulta de la perdida de potencia en las
otras direcciones
 El área efectiva se relaciona con su tamaño
físico y su geometría
 Y a su vez con la ganancia
33

Microondas Terrestres
Parabólica tipo plato
Haz focalizado
Linea visual
Servicios de telecomunicaciones
de larga distancia
Más altas frecuencias da mayores
velocidades de transmisión de
datos
34

Microondas por Satélite
 El satélite es una estación de retransmisión
 El satélite recibe en una frecuencia, y
amplifica o repite la señal y la transmite
en otra frecuencia
 Requiere una orbita estacionaria
 La altura de 35,784km
 Television
 Telefonía de larga distancia
 Redes de negocios privadas
35

Enlace Satelital Punto a Punto
36

Enlace Satelital de Difusión
37

Ondas de Radio (Broadcast Radio)
Omnidirectional
Radio FM
Televisión de UHF y VHF
Linea visual
Sufren las inteferencias
multitrayectoarias
Reflexiones
38

Infrarrojo
Modulación de la luz infrarroja
no coherente
Linea visual (o reflexión)
Bloqueado por las paredes
Por ejempo, control remoto
del TV, puerto IRD
39

Propagación Wireless
 Toda señal radiada puede seguir tres posibles
trayectorias
 Onda Superficial (Propagación superficial)
 Sigue el contorno de la tierra
 Hasta 2MHz
 Radio AM
 Onda Aérea
 Radio de amateu, Servicio BBC, Voz de America
 La señal se refleja en la capa ionizada de la
atmósfera alta (ionósfera)
 Realmente refractorio
 Linea Visual (Trayectoria visual)
 Arriba de los 30Mhz
 Puede ser necesario debido a la refracción
40

Propagación Superficial
41

Propagación Aérea
42

Propagación en la Línea
Visual
43

Refracción
 La velocidad de la onda elecromagnética es una función de la
densidad del material
 ~3 x 108 m/s en el vacío, y menos en otros medios
 Cuando una onda se mueve de un medio a otro, su velocidad
cambia
 El efecto es desviar la dirección de la onda en la
separación entre los dos medios
 Hacia el medio más denso
 Índice de refracción es
 Sen(ángulo de incidencia)/Sen(ángulo de refracción)
 Varía con la longitud de onda
 Puede causar cambio abrupto de la dirección en la transición
entre los medios
 Puede causar cambio gradual si la densidad del medio cambia
gradualmente
 La densidad de la atmósfera disminuye con la altura
 Como consecuencia, las ondas de radio se desvían
suavemente hacia la tierra
44

Horizonte Óptico y de Radio45

Transmisión en la Trayectoria Visual
 Pérdida en el espacio libre
 La señal se dispersa con la distancia
 Mayor para frecuencias bajas (longitud de onda mayores)
 Absorción atmosférica
 El vapor de agua y el oxígeno absorven señales de radio
 El agua más en 22GHz, menos por debajo de 15GHz
 El oxígeno más en 60GHz, menos por debajo de 30GHz
 La lluvia y la niebal dispersan las ondas de radio
 Multitrayectorias
 Mejor para obtener línea sivual si es posible
 La señal puede reflejarse causando múltiples copias que serán
recibidas
 Puede no recibirse la señal directa
 Puede realzarse o cancelar la señal directa
 Refraction
 Puede resultar en una pérdida parcial o total de señal en el receptor
46

Pérdidas en el Espacio Libre
47

Interferencia por Multitrayectorias
48

Lecturas
 Stallings Chapter 4
49

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