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Redes de Comunicación
- 1. MEDIOS DE TRANSMISIÓN EN LAS REDES DE COMPUTADORAS
- 2. ESTRUCTURA DE UNA RED DE COMPUTADORAS Computadoras Modems Medios de Transmisión (También pueden ser tarjetas de red)
- 3. Fibras ópticas Transmisión por trayectoria óptica Comunicación por satélite coaxial trenzado Par Cable MEDIOS DE TRANSMISIÓN
- 4. PAR TRENZADO Medio de transmisión más antiguo y muy utilizado. Consiste en dos alambres de cobre aislados, que se tuercen en forma helicoidal; esta forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica de los pares cercanos. Su aplicación más frecuente se encuentra en el sistema telefónico. Se puede utilizar tanto para transmisión analógica como digital y su ancho de banda depende del calibre del alambre.
- 5. TIPOS DE PARES TRENZADOS No blindado Blindado Uniforme Es el cable de par trenzado normal. Ventajas: bajo costo y fácil manejo. Desventaja: tasa de error mayor Cada par se cubre con una malla metálica y el conjunto de pares se recubre con una lámina blindada. Ventaja: reduce la tasa de error. Desventaja: mayor costo Cada par es trenzado de modo uniforme y se realiza un blindaje global de todos los pares con una lámina externa blindada. Ventajas: similares características al cable blindado, costo inferior Desventaja: confección sofisticada
- 6. Medio de transmisión muy utilizado, cuya existencia se reporta desde los años 40. CABLE COAXIAL Consta de un conductor interno de cobre sólido (núcleo) cubierto por un material aislante; éste a su vez rodeado por un conductor cilíndrico de cobre también en forma de malla trenzada, que aparece recubierto por una capa de plástico protector. Esta construcción garantiza una buena combinación: gran ancho de banda con excelente inmunidad al ruido. Se emplea tanto en líneas para transmisión a larga distancia, como en redes de área local.
- 7. ESQUEMA DEL CABLE COAXIAL VENTAJA DESVENTAJA Alta capacidad de transmisión y resistencia a las interferencias Grosor que limita su empleo en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos
- 8. CABLES Y CONEXIONES Tipos de cable coaxial De banda base De banda ancha 50 ohmios 75 ohmios Transmisión digital Transmisión analógica Tipos de conexión entre computadoras con cable coaxial Con unión T Vampiro Hay que cortar el cable y esto trae falsos contactos, pero es más fácil de instalar Hay que perforar con gran precisión el cable hasta el conector central, por lo que la conexión se hace más difícil,pero es más segura la transmisión
- 9. FIBRAS ÓPTICAS Se basa en la transmisión de información mediante luz, sea analógica o digital. Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Son ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad. El proceso de fabricación se controla mediante computadoras.
- 10. SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR FIBRAS ÓPTICAS Componentes de un sistema de trasmisión óptica Medio de transmisión Fuente de luz Detector Fibra de vidrio o silicio Diodo emisor de luz o diodo láser. Fotodiodo que genera un pulso eléctrico en el momento en que recibe un rayo de luz.
- 11. ESQUEMA DE LA FIBRA OPTICA
- 12. CLASIFICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA UNIMODO MULTIMODO Modo : Cada uno de los caminos diferentes que siguen los rayos de luz al rebotar en la superficie interna del revestimiento de la fibra cuando viajan a través de ella. Presuponen la existencia de unos 1000 modos diferentes. Son más baratas y los transmisores más sencillos de diseñar. Se usan en distancias cortas. Sólo hay un camino para la luz. Su empleo es más costoso. Se pueden alcanzar grandes distancias y altas velocidades de transmisión de datos.
- 13. FIBRAS ÓPTICAS VENTAJAS Ancho de banda considerablemente grande. No hay afectación por alteraciones de voltaje, interferencia electromagnética ni por agentes químicos dispersos en el aire. Poca preparación en la tecnología. El empalme entre dos fibras es extremadamente difícil y requiere de instrumental especial. Son unidireccionales: hay que usar dos en cada conexión. Interfases costosas. DESVENTAJAS
- 14. La comunicación por radio a frecuencias de microondas se emplea mucho como alternativa al cable coaxial para la comunicación a larga distancia. Este sistema es muy utilizado en las transmisiones telefónicas y de vídeo. TRANSMISIÓN POR TRAYECTORIA ÓPTICA La transmisión de información se realiza a través del aire. Incluye el uso de diversas técnicas: rayos infrarrojos, láser, microondas o radio. La comunicación utilizando transmisores y receptores láser o infrarrojos es digital y con alto nivel de inmunidad a interferencias: solo la lluvia y la neblina pueden incidir negativamente en la transmisión.
- 15. El sistema de comunicación mediante satélite está equipado por múltiples antenas y transmisores-receptores. COMUNICACIÓN POR SATÉLITE Cada dispositivo transmisor-receptor funciona de la siguiente manera: escucha una parte del espectro, amplifica la señal de entrada y la retransmite a otra frecuencia para evitar los efectos de interferencia. Esta forma de comunicación posibilita la transmisión a altísimas velocidades (puede llegar a ser 1000 veces superior a los 1544 Mbps).
- 16. SPUTNIK: primer satélite artificial pasivo lanzado por la antigua URSS en octubre de 1957. INICIOS DE LA COMUNICACIÓN SATELITAL COURIER: primer satélite repetidor totalmente activo, lanzado por el Departamento de Defensa de los E.U. en octubre de 1960. SYNCOM 3: primer satélite de órbita geostacionaria, lanzado por la NASA en febrero de 1963 desde los E.U. INTELSAT I: primer satélite internacional de órbita geosíncrona, lanzado por el consorcio internacional INTELSAT desde los E.U. en 1965.
- 18. TENDENCIAS Es posible que en el futuro los ingenieros se refieran al siglo veinte como la "Edad del cobre". En esta época tan conectada, este metal está presente de forma discreta en casi todos los cables: electricidad, redes de computadoras, teléfono, televisión y equipos electrónicos de todo tipo. Sin embargo los datos piden a gritos su sustitución. Es el momento de la fibra óptica. La visión de futuro apunta al establecimiento de redes totalmente ópticas que resultan más económicas, más dinámicas y en las cuales las señales de luz no tendrán que convertirse a impulsos eléctricos.
- 20. BIBLIOGRAFÍA
Notas del editor
- El trabajo que se presenta a continuación aborda la temática Medios de transmisión en las redes de computadoras, que puede utilizarse como material de apoyo a la docencia de la asignatura Informática Médica I que se imparte a todas las especialidades de Ciencias Médicas. Surgió a partir del trabajo que se discutió en el seminario de Internet de esta asignatura, el cual se presentó en formato PowerPoint 2000 para plataforma Windows durante el curso 2001-02 y posteriormente se procesó para llevarlo a supercurso. Los objetivos de aprendizaje que persigue esta presentación son: 1. Describir la estructura de una red de computadoras sobre la base de los elementos que la integran y su función. 2. Definir qué es un medio de transmisión. 3. Identificar las características de los principales medios de transmisión que se utilizan en las redes de computadoras 4. Diferenciar las ventajas y desventajas asociadas a los medios analizados. Los objetivos de desempeño que persigue esta presentación son: 1. Identificar el papel que desempeñan los medios de transmisión en las redes de computadoras. 2. Analizar si los medios de transmisión utilizados al montar una red determinada son los adecuados desde el punto de vista de las características, ventajas y desventajas a ellos asociados. 3. Fortalecer el conocimiento sobre los medios de transmisión empleados en las redes de computadoras y ampliar la cultura de trabajo en este ambiente.
- En toda red de computadoras es indispensable la presencia de tres elementos: la computadora, el medio de transmisión y la tarjeta de red o el módem. La ausencia de alguno de ellos imposibilita la transmisión de los datos por la red y la constitución de la red misma. La computadora es indistintamente la fuente o destino de los datos transmitidos; ella puede ser una estación de trabajo o un servidor. Según las normas internacionales a este elemento integrante del sistema de transmisión de datos se le denomina oficialmente como Equipo Terminal de Datos o por sus siglas en inglés DTE. El medio de transmisión es el medio físico a través del cual se transportan los datos desde la computadora fuente a la computadora destino. La tarjeta de red o el módem es el elemento integrante del sistema de comunicación por computadora encargado, entre otras cosas, de transmitir y recibir los datos. Es esta tarjeta la que toma los datos que le entrega la computadora y los coloca en el medio de transmisión. También realiza el proceso inverso, toma los datos que le llegan por el medio de transmisión y se los entrega a la computadora destinataria. Justamente sobre los medios de transmisión que se utilizan en las redes de computadoras vamos a profundizar a continuación.
- El elemento físico a través del cual transitan los 1´s y 0´s que constituyen la materia prima de esas micro-industrias de la información que son las computadoras, es lo que se denomina medio de transmisión. Una de las formas más comunes que se emplean para el transporte de datos de una computadora a otra, consiste en almacenar dicha información en un soporte magnético, generalmente en un disco flexible, y transportarlo físicamente hasta la máquina destino que tendrá la capacidad de acceder a ella utilizando una unidad de disco flexible. Pero evidentemente este no es el método más eficiente, menos ante la explosión de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación. Normalmente se utilizan varios medios de transmisión de datos entre dos computadoras, estos son: .Par trenzado. .Cable coaxial. .Fibras ópticas. .Transmisión por trayectoria óptica. .Comunicación por satélites. Aunque en realidad el medio físico que se utiliza para la transmisión de los datos en los últimos dos elementos es el aire, los trataremos por separado por tener características tecnológicas particulares. El funcionamiento del sistema cableado deberá ser considerado no sólo cuando se están apoyando necesidades actuales sino también cuando se anticipan necesidades futuras. Hacer esto permitirá la migración a aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones de sistema de cableado. Los cables son el componente básico de todo sistema de cableado existen diferentes tipos de cables. La elección de uno respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias existentes y el coste del medio. Cada tipo de cable tiene sus ventajas e inconvenientes, no existe un tipo ideal. Las principales diferencias entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda permitida (y consecuentemente en el rendimiento máximo de transmisión), su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y la relación entre la amortiguación de la señal y la distancia recorrida.
- Par trenzado El medio de transmisión más antiguo y todavía el más ampliamente utilizado es el "par trenzado". Este consiste en dos alambres de cobre aislados, en general de 0.5-0.9 mm de diámetro. Los alambres se tuercen en forma helicoidal. La forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor. La aplicación más común del par trenzado se encuentra en el sistema telefónico. Mediante el par trenzado los teléfonos están conectados a los centros de conmutación del sistema telefónico. La distancia que se puede recorrer con estos cables es de varios kilómetros, sin necesidad de amplificar las señales, pero si es necesario incluir repetidores en distancias más largas. Cuando hay muchos pares trenzados colocados paralelamente que recorren distancias considerables, como podrían ser el caso de los cables de un edificio de apartamentos estos se cubren y se protegen mediante pantallas protectoras y recubrimientos especiales. Los pares dentro de estos agrupamientos podrían sufrir interferencias mutuas si no estuvieran trenzados. Los pares trenzados se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital y su ancho de banda depende del calibre del alambre y de otras características constructivas. Debido a su adecuado comportamiento y bajo costo, los pares trenzados se utilizan ampliamente y es probable que su presencia permanezca por muchos años. Se conoce como ancho de banda a la gama de frecuencias que se puede transmitir por un medio de transmisión o un canal de comunicación en general. Esta es una medida muy importante a tener en cuenta. El número de bits por segundo que pueden ser transmitidos depende fundamentalmente del ancho de banda que posea el sistema de comunicación: el ancho de banda y la velocidad de transmisión son directamente proporcionales.
- Tipos de cables de par trenzado: · No blindado. Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en inglés UTP (Unshield Twiested Pair; Par Trenzado no Blindado). Las mayores ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración. Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no blindado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado. Debido a la amplia difusión de este tipo de cables, existen una gran variedad de suministradores, instaladores y herramientas que abaratan la instalación y puesta en marcha. · Blindado. Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lámina blindada. Se referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP (Shield Twiested Pair, Par Trenzado blindado). El empleo de una malla blindada reduce la tasa de error, pero incrementa el costo al requerirse un proceso de fabricación más costoso. · Uniforme. Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un blindaje global de todos los pares mediante una lámina externa blindada. Esta técnica permite tener características similares al cable blindado con unos costes por metro ligeramente inferior.
- Cable coaxial El cable coaxial es otro medio típico de transmisión. Está constituido por un conductor interno de cobre sólido que constituye el núcleo, el cual está recubierto 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 de un gran ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido. Las posibilidades de transmisión sobre una cable coaxial dependen de la longitud del cable. Para cables de 1 km. por ejemplo es factible obtener velocidades de datos de hasta 10 Mbps, y en cables de longitudes menores, es posible obtener velocidades más altas. Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de larga distancia del sistema telefónico.
- Estructura del cabel coaxial: Este tipo de cable está compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. Originalmente fue el cable más utilizado en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a las interferencias, pero en la actualidad su uso está en declive. Su mayor defecto es su grosor, el cual limita su utilización en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos.
- Existen dos tipos de cable coaxial: de banda base (50 ohmios) para la transmisión digital y de banda ancha (75 ohmios) para la transmisión analógica. Existen dos formas de conectar computadoras a un cable coaxial. La primera consiste en cortar el cable en dos partes e insertar una “unión T” que es un conector que reconecta el cable pero al mismo tiempo, provee una tercera conexión hacia la computadora. La segunda forma de conexión se obtiene utilizando un “conector de tipo vampiro”, que es uno que produce un orificio con un diámetro y profundidad muy precisas que se perfora en el cable y que termina en el núcleo del mismo. En este orificio se atornilla un conector especial que lleva a cabo la misma función de la unión en T pero sin la necesidad de cortar el cable en dos. Existen muchas discusiones sobre las ventajas y desventajas de estas técnicas de conexión. El hecho de incluir una unión en T implica realizar un corte en el cable lo cual significa desconectar la red por algunos minutos. Para una red de gran actividad, en la que constantemente se conectan nuevos usuarios, el hecho de parar el funcionamiento de la red aunque sea por unos cuantos minutos, puede ser un acto indeseable. Además, cuanto más conectores haya en el cable, existe una mayor probabilidad de que alguno de ellos tenga una mala conexión y ocasione problemas de cuando en cuando. Los conectores tipo vampiro no presentan este tipo de problemas, pero deben ser instalados con mucho cuidado. Si el orificio se hace demasiado profundo, puede llegar a romper el núcleo y producir dos partes sin conexión alguna. Si la profundidad del orificio no es suficiente, se pueden obtener errores intermitentes en la conexión.
- Fibra óptica Los desarrollos recientes en el campo de la tecnología óptica han hecho posible la transmisión de información mediante pulsos de luz. Un pulso de luz puede utilizase para indicar un bit de valor 1; la ausencia de un pulso indicará la existencia de un bit de valor 0. La luz visible tiene una frecuencia muy alta, por lo que el ancho de banda de un sistema de transmisión óptica presenta un potencial enorme. Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones; entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por tanto pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y sin acarrear problemas por cortos circuitos.
- Fibra óptica Un sistema de transmisión óptica tiene tres componentes: el medio de transmisión, la fuente de luz y el detector. El medio de transmisión es una fibra ultradelgada de vidrio o silicio fundido, más delgada que un cabello humano. La fuente de la luz puede ser un diodo emisor de luz (LED) o un diodo láser, cualquiera de los dos emite pulsos de luz cuando se le aplica una corriente eléctrica. El detector es un "fotodiodo" que genera un pulso eléctrico en el momento en el que recibe un rayo de luz. Al colocar un LED o un diodo láser en el extremo de una fibra óptica y un fotodiodo en el otro, se tiene una transmisión de datos unidireccional que acepta una señal eléctrica, la convierte y la transmite por medio de pulsos de luz y después reconvierte la salida en una señal eléctrica en el extremo receptor. Los enlaces de fibra óptica están siendo empleados en diferentes países, incluyendo al nuestro, en la instalación de líneas telefónicas de larga distancia, y esta tendencia seguramente continuará en las décadas siguientes y será cada vez mayor la sustitución del cable coaxial por fibras en un número mayor de rutas.
- La fibra óptica es una hebra muy fina, de un vidrio muy especial, que puede ser de solamente 125 micras de diámetro. Esta hebra de vidrio tiene aproximadamente el mismo grosor que un cabello humano. Se ha demostrado que las ondas electromagnéticas que conforman la luz tienden a viajar a través de una región que posea un índice de refracción alto. Por tanto, se fabrica el centro de la hebra de vidrio que es el núcleo (cristal de silicio) con esa perspectiva. Con el fin de retener la luz dentro de el núcleo, es necesario recubrirlo con alguna clase de material, de un índice de refracción diferente. Si no se hace, no se obtendrían las reflexiones necesarias en la unión de ambos materiales. De este modo, se ha formado otro revestimiento en el núcleo que se denomina cubierta (silicona) y que tiene un índice de refracción menor que el del propio núcleo. Finalmente, para hacerlo más robusto y prevenir daños a la cubierta, se suele formar una "protección" o "envoltura" (poliuretano) sobre la cubierta, que generalmente es de algún tipo de material plástico.
- Las fibras ópticas se pueden clasificar según su funcionamiento en fibras multimodo y fibras monomodo. Los rayos de luz viajan guiados por la fibra rebotando en la superficie interna del revestimiento. Es posible entonces que recorran caminos diferentes. Cada uno de estos caminos se denomina modo. En las fibras multimodo puede haber unos 1000 modos diferentes. Esto en realidad es un problema, ya que no todos los rayos llegan a la vez y se produce una dispersión en el tiempo apreciable. En otras palabras, los bits no llegan a la vez al otro extremo. Sin embargo las fibras multimodo son más baratas y los transmisores más sencillos de diseñar, empleando LED como fuente de luz, con lo que se pueden utilizar en distancias cortas. En las fibras monomodo sólo hay un camino para la luz. Esto se consigue reduciendo el diámetro hasta una centésima de milímetro y empleando láser como fuente de luz, por lo que su empleo es más costoso. A cambio se pueden alcanzar grandes distancias, ya que las pérdidas son muy pequeñas, y grandes velocidades de transmisión de datos.
- Ventajas y desventajas que reporta el uso de la fibra óptica La comparación entre el cable coaxial y la fibra óptica es muy instructiva. Las fibras proporcionan un ancho de banda extremadamente grande y tiene una atenuación de potencia muy pequeña, razón por la que se emplean para distancias muy largas entre repetidores. Las fibras no se ven afectadas por alteraciones de voltaje o corriente en las líneas de potencia, por interferencia electromagnética o por químicos corrosivos dispersos en el aire, de tal forma que pueden emplearse en ambientes industriales expuestos a condiciones muy severas en las que los cables serían sumamente inadecuados. Las fibras son también muy delgadas, lo que representa un factor positivo muy importante para los edificios que tienen una gran cantidad de cable y conductos congestionados. Como aspectos negativos se encuentra el hecho de que hay poca familiaridad con la tecnología de las fibras ópticas y requiere de una habilidad que los ingenieros en redes aún no tienen. El empalme o unión de dos o más fibras es difícil y requiere de instrumental especial. Las fibras ópticas son inherentemente unidireccionales y el costo de las interfaces es mucho mayor que el de las respectivas interfaces de tipo eléctrico. No obstante estas dificultades la tecnología de la fibra óptica en aplicaciones de redes de computadoras ha ganado terreno aceleradamente y sus componentes y dispositivos asociados se abaratan con rapidez.
- Transmisión por trayectoria óptica . Aunque muchos de los sistemas de comunicación de datos utilizan cables de cobre o fibras ópticas para realizar la transmisión, algunos simplemente emplean el aire como un medio para hacerlo. La transmisión de datos por rayos infrarrojos, láser, microondas o radio, no necesita de otro medio físico que no sea el aire. Cada una de estas técnicas se adapta a la perfección a ciertas aplicaciones. Una aplicación común en donde el recorrido de un cable o fibra resulta en general indeseable, es el caso del tendido de una LAN por varios edificios localizados en una escuela u oficinas de un centro empresarial, o bien en un complejo industrial. En el interior de cada edificio, la LAN puede utilizar cobre o fibra, pero para las conexiones que se hagan entre los edificios necesitarían hacerse excavaciones en las calles para construir una instalación soterrada. Esto en general constituye un gasto considerable. Por otra parte, el hecho de poner un transmisor y receptor láser o infrarrojo en lo alto de un edificio resulta sumamente económico, fácil de llevar a cabo y casi siempre estará permitida su realización. La comunicación mediante láser o luz infrarroja es por completo digital, altamente directiva y en consecuencia casi inmune a cualquier problema de derivación u obstrucción. Por otra parte, la lluvia y neblina pueden ocasionar interferencia en la comunicación dependiendo de la longitud de onda elegida. Como una alternativa al cable coaxial en aplicaciones para comunicaciones de larga distancia se ha utilizado ampliamente la transmisión por radio a frecuencias de microondas. Las antenas parabólicas se pueden montar sobre torres para enviar un haz de señal a otra antena que se encuentre a decenas de kilómetros de distancia. Este sistema es ampliamente utilizado en transmisiones telefónicas y de vídeo. La ventaja de las microondas es que la construcción de dos torres resulta por lo general, más económica que abrir una zanja sobre la misma distancia.
- Comunicación por satélite Los satélites comenzaron a emplearse en las comunicaciones desde fines de la década de los 50, y se desarrollaron ampliamente durante los años 60 y 70. Los primeros satélites eran pasivos, es decir, que sólo reflejaban la señal transmitida desde tierra. Luego al incrementarse la potencia de los cohetes y disminuir el peso de los componentes electrónicos, se diseñaron los satélites activos que reciben la señal la amplifican y la retransmiten. La comunicación mediante satélite tiene ciertas propiedades que la hacen atractiva en algunas aplicaciones. Este tipo de comunicación puede imaginarse como si un enorme repetidor de microondas estuviese localizado en el espacio. Está constituido por uno o más dispositivos "transmisor-receptor", cada uno de los cuales escucha una parte del espectro, amplifica la señal de entrada y la retransmite a otra frecuencia para evitar los efectos de interferencia con las señales de entrada. El flujo dirigido hacia abajo puede ser muy amplio y cubrir una parte significativa de la superficie de la tierra, o bien puede ser estrecho y cubrir sólo un área de cientos de kilómetros de diámetro. Una diferencia que existe entre los satélites y los enlaces terrestres es el ancho de banda disponible. Las líneas telefónicas arrendadas pueden transmitir a 56 kbps, aunque existen líneas a 1.544 Mbps que se utilizan en algunos lugares donde se justifica su alto costo. Las transmisiones por satélite pueden dejar a un lado el sistema telefónico y ofrecer velocidades de transmisión 1000 veces superiores. La comparación entre la comunicación por medio de satélites y con fibras ópticas es interesante. Mientras que una simple fibra tiene, en principio, un ancho de banda potencial mayor que el de todos los satélites puestos en órbita, este ancho de banda no es accesible para todos los usuarios. Las fibras que por muchos años se han instalado, se emplean en el sistema telefónico con el objetivo de cubrir las necesidades de tráfico dentro de la red y no para servir a usuarios en especifico. Sin embargo, este proceso se ha transformado en los últimos años y ya es significativo el peso que tienen las comunicaciones de usuarios independientes mediante fibras ópticas. A escala mundial es probable que la comunicación por satélite se mantenga como medio idóneo para estas aplicaciones hasta tanto todo el cobre de la red telefónica se haya sustituido por fibras ópticas (en algún momento a mediados del siglo XXI).
- Los primeros satélites tenían un sólo haz espacial que cubría todas las estaciones terrestres. Con la importante caída de los precios, tamaño y necesidad de potencia de la microelectrónica actual se ha llegado a desarrollar una estrategia de difusión mucho más sofisticada. Cada satélite está equipado con múltiples antenas y receptores-transmisores. Cada uno de los haces de información provenientes del satélite puede enfocarse sobre un área geográfica muy pequeña, de tal forma que se pueden hacer varias transmisiones simultáneas de haces hacia el satélite. En 1945 el escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clark en octubre de 1945 publicó en la revista británica Wireless World el articulo titulado en el cual incluía la propuesta de un sistema de comunicación global utilizando estaciones espaciales hechas por el hombre. Este sueño comenzó a transformarse en realidad con el desarrollo del primer satélite artificial: el SPUTNIK (satélite o compañero de viaje en ruso), el cual fue lanzado en octubre de 1957 en una órbita elíptica de baja altura. Este satélite sólo emitía un tono intermitente, y estuvo en funcionamiento durante 21 días, marcando así el inicio de la era de las comunicaciones vía satélite. El primer satélite repetidor totalmente activo fue el COURIER, lanzado por el Departamento de Defensa de los E.U. en octubre de 1960. Este transmitía conversaciones y telegrafía, y aunque solo duró 70 días fue el primer satélite que usó celdas solares. El SYNCOM 3 fue el primer satélite de órbita geostacionaria, lanzado por la NASA en febrero de 1963 desde los E.U. Entre otras aplicaciones, se utilizó para transmitir los Juegos Olímpicos de 1964. El INTELSAT I mejor conocido Pájaro madrugador o Early Bird fue el primer satélite internacional de órbita geosíncrona, lanzado por el consorcio internacional INTELSAT desde los E.U. en abril de 1965. Eso fue solo el principio.... Los satélites comenzaron a emplearse en las comunicaciones desde fines de la década de los 50, y se desarrollaron durante los años 60 y 70. Los primeros satélites eran pasivos:sólo reflejaban la señal transmitida desde tierra. Luego al incrementarse la potencia de los cohetes y disminuir el peso de los componentes electrónicos, se diseñaron los satélites activos que reciben la señal, la amplifican y la retransmiten.
- Los grupos de satélites para comunicaciones móviles son: Los Geo (Geosyncronous Earth Orbit) que giran en órbitas situadas a más de 35.000 Km de la Tierra. Esta localización les permite mantenerse en una posición fija con respecto a un punto de la Tierra. Los Meo (Medium Earth Orbit) ubicados a cerca de 10.000 Km de la Tierra. Los Leo (Low Earth Orbit) que giran en órbitas de baja altura con respecto a la tierra, que oscilan alrededor de las 500 millas de altura. Los satélites Leo presentan, entre otras, las siguientes ventajas con respecto a los otros tipos: * Menor costo de lanzamiento por su pequeñez. * La inversión que demanda este tipo de sistemas es inferior a la que requieren los otros. * La cobertura del espacio es mundial. Las comunicaciones son bidireccionales, las dimensiones de partes asociadas son reducidas, las antenas son omnidireccionales y flexibles. * Pueden interconectarse con cualquier red privada o pública de datos previo diseño "ad hoc". * Por su corto período orbital tienen excelente cobertura.
- La visión de futuro apunta al establecimiento de redes totalmente ópticas que resultan más económicas y más dinámicas, ya que las señales de luz no tienen que convertirse a impulsos eléctricos. Un primer paso hacia las redes totalmente ópticas será la implantación de multiplexores capaces de insertar o extraer señales de una transmisión, en tramos intermedios de la fibra y conservarlas en su forma óptica. Este tipo de labor ya se lleva a cabo, pero de forma electrónica, y manejar altas tasas de bits requiere dispositivos electrónicos de gran rapidez, que pueden resultar muy costosos. Sin embargo, los multiplexores ópticos propuestos contienen espejos que reflejan la luz del canal o color que se desea --independientemente de la velocidad a la que se transmita--, y así posibilitan los cambios de dirección de las señales. Por otro lado, cuando a un nodo le llegan varias señales, éstas necesitan llegar con la misma intensidad. Pero unas señales recorren más distancia que otras, por lo que llegan con menos fuerza, razón por la cual se requiere hacer una compensación para ecualizar las señales. Los amplificadores convencionales tienen una respuesta no uniforme para diferentes frecuencias, de tal modo que amplifican unos colores más que otros, lo que no es deseable, ya que se requiere que todo sea ecualizable de acuerdo a las necesidades de la red. La respuesta son ecualizadores ópticos que se integran a los amplificadores, para que las señales que entran con distinta potencia salgan con la misma intensidad. Una vez más, este proceso se realiza sin conversión eléctrica. Otro de los aspectos en los que se trabaja es en la construcción de interconectores ópticos, lo cuales puedan hacer su labor también en forma por completo óptica. Para lograr lo anterior se están desarrollando circuitos fotónicos, haciendo uso de la misma tecnología que se emplea para fabricar circuitos integrados o chips.
- El funcionamiento del sistema cableado deberá tenerse en consideración no solamente ante necesidades actuales sino también cuando se anticipan necesidades futuras. Hacer esto permitirá la migración a aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones de sistema de cableado. Los cables son el componente básico de todo sistema de cableado. Existen diferentes tipos de cables. La elección de uno respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias existentes y el costo del medio. Cada tipo de cable tiene sus ventajas e inconvenientes, no existe un tipo ideal. Las principales diferencias entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda permitida (y consecuentemente en el rendimiento máximo de transmisión), su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y la relación entre la amortiguación de la señal y la distancia recorrida. En la actualidad existen básicamente tres tipos de cables factibles de ser utilizados para el cableado en el interior de edificios o entre edificios:· Coaxial, Par Trenzado y Fibra Óptica, esta última de gran importancia en las instalaciones actuales y futuras.
- Bibliografía : Chingotto M. Comunicaciones: Evolución del uso satelital. En: http://www.nuestromar.com El futuro de la fibra óptica. En: http://www.prosat.net.mx/novedades_tecno.htm Enciclopedia electrónica Microsoft Encarta 2000. Microsoft Corporation. Libro de texto de Informática Médica I. Tempel Red/Com. Fibra óptica. En: http:www.advantech-spain.com/tempelredcom/tutor/fibra_optica.html Tempel Red/Com. Glosario de términos sobre redes LAN. En: http:www.advantech-spain.com/tempelredcom/tutor/glosario_lan.html Tempel Red/Com. Tipos de cables. En: http:www.advantech-spain.com/tempelredcom/tutor/ticables.html Tipos de cableado de red. En: http://arraquis.dif.um.es/~rafa/pres.htm