MEDIOS FISICO

DE

TRANSMISIN TELECOMUNICACIONES I

Caractersticas Generales

La transferencia de informaciones

requiere que los datos, en forma

Analgica o Digital, sean transportados a

travs de distancias cortas o muy largas.

El medio de transmisin es la entidad por

la cual la informacin viaja desde la

fuente hacia el lugar de destino.

El canal de transmisin puede ser:

- Conexin Fsica

Cable de Cobre

Cable de Pares

Cable Coaxial

Fibra ptica

- Conexin Inalmbrica

Espacio Libre (propagacin onda

electromagntica).

Es importante notar

que en los modernos

sistemas de

comunicacin, el

mismo dato puede

viajar en parte en

forma analgica y en

parte en forma digital,

el medio de transmisin

frecuentemente

tambin varia en el

camino desde la

fuente al lugar destino.

Aspectos a Considerar

Es de destacar algunos aspectos

importantes de las comunicaciones, tales

como, el RUIDO y la ATENUACIN, que

afectan tanto las transmisiones de seal

analgicas como digitales.

CABLES DE COBRE

Los cables metlicos, habitualmente

realizados del material cobre, constituyen

el medio de conexin ms utilizado,

especialmente en el segmento final de la

telefona fija (Red Fija), es decir, desde el

usuario final hasta la primera central de

conmutacin. Existen dos tipos de

cables: los pares de cables simtricos y los

cables coaxiales.

CABLES

DE PARES

Cables de Pares Los pares de cables simtricos (par de

cobre) se pueden encontrar en cualquier enlace telefnico domestico; pero existen cables de tamao mucho mayor, que unen 2, 5, 10, 100 y hasta 500 pares, todos juntos y recubiertos por un nico estrato de material plsticos y de caucho.

Estos cables de grandes pares poseen propiedades mecnicas idneas a la instalacin subterrnea, area o submarina.

Caractersticas de Cables

Pares Este tipo de cable fue pensado para seales

analgicas y tienen una capacidad de

transmisin de hasta 10MBit/s. Esta

bsicamente formado por dos hilos metlicos

que pueden ser de varios dimetros 0.4; 0.5;

0.6; 0.7mm.

Estn trenzados en pares o en grupos de

cuatro. A veces los cables son recubiertos de

un estrato externo metlico que constituye

una proteccin de las influencias de las

ondas electromagnticas.

Una particularidad en el ultimo tramo de la conexin telefnica del usuario en la RTPC (Red Telefnica Publica Conmutada) o PSTN (Red Telefnica Publica Conmutada), consiste en el hecho de que la comunicacin es a dos vas.

Tcnica que permite un ahorro notable; pero es posible adoptarla solamente si la seal tiene un nivel de potencia alto. A distancias mas largas la seal se atena y es necesario la utilizacin de circuitos amplificadores que son unidireccionales.

Mtodos de Comunicacin a

Dos Vas

BOBINA HIBRIDA

Circuitos Supresores de Eco

Filtros

Aspectos Negativos

Tono Lateral (Sidetone)

Diafona (Crosstalk)

Crosstalk Inteligible

Crosstalk Ininteligible

Especificaciones Tcnicas de

Cable Ethernet Velocidades de transmisin a 10Mbits/s:

10BASE T: Par trenzado.

10 BASE5: Longitud mxima 500m.

10 BASE2: Longitud mxima 200m. (185m)

STP: Par Trenzado Blindado, par de hilos envuelto en papel metlico, elimina diafona, reduce el ruido y EMI/RFI

UTP: Par Trenzado NO Blindado, cuatro pares de hilos. Limita la degradacin de EMI/RFI.

Elementos de un Cable

Multipar

Ejemplos de Cables Multipar

Ejemplos Empalmes con Multipar

Tipos de Cables SCREB

Los cables SCREB se instalan en

canalizaciones de PVC o concreto

(subterrneos), y se utilizan en las

siguientes capacidades y calibres:

Cable tipo SCREBh

Se instan en:

Canalizaciones PVC

Canalizaciones de concreto (Subterrneos)

Mxima capacidad de pares 600.

Cable tipo SCREBhf

Se instan en:

Canalizaciones PVC

Canalizaciones de concreto (Subterrneos)

Instalacin directamente subterrneos.

Mxima capacidad de pares 600.

Cable tipo SCREBhf

Se instan en:

Canalizaciones PVC

Canalizaciones de concreto (Subterrneos)

Instalacin directamente subterrneos.

Mxima capacidad de pares 600.

Cable tipo ACREBg o ASPB

Se instan en:

Postes areamente

Apoyados a muros

Apoyados en azoteas

Mxima capacidad de pares 300.

CABLE

COAXIAL

Historia

1946: Estados Unidos introducen para largas

distancias. Soportaban 600 seales de voz,

tcnica multiplexacin de frecuencia.

1956: Conexin Telefnica transatlntico entre

Canad y Escocia. Distancia 3584Km, dos

hilos uno para cada direccin.

1956: Seis hilos de cables tendidos.

1983: Soportaba 4200 Circuitos de voz, con

tcnica de compactacin de seal de voz,

para tratar hasta 10500.

Cables Coaxiales

Los cables coaxiales se utilizan en las

transmisiones de televisin va cable, para las

conexiones con las antenas de telefona

celular (feeder) y para la transmisin de datos

en las redes locales.

El cable coaxial esta constituido por un hilo

metlico colocado en forma central respecto

de otro conductor cilndrico.

Existe un estrato plstico aislante que rodea el hilo interior y llena el conductor o exterior. Una cinta metlica enrollada externamente constituye una cobertura de proteccin de los efectos de campos electromagnticos externos. La capacidad del cable coaxial es de 300Mbits/s, y su uso es en interfaces elctricas a 75.

En la actualidad los sistemas a travs de cable coaxial tiene una capacidad hasta de 2700 canales, sin embargo los costos de mantenimiento, el ruido en el sistema y los sistemas digitales proporcionan la obsolescencia de este medio de transmisin.

Elementos de un Cable

Coaxial

Ejemplos de Cables Coaxiles

CABLES COAXIALES VRS

CONECTORES

FIBRAS

OPTICAS

Fibras pticas

En 1966 se estudiaron las propiedades pticas de

las fibras de vidrio, utilizadas hasta entonces en

medicina, en la endoscopia de diagnostico, con

fibra de corta distancia. Es as como se

plantearon las bases tericas y tcnicas por las

cuales esas fibras, realizndolas con un grado de

pureza muy alto, permitan que las ondas

luminosas pudieran recorrer largas distancias.

Debido a su relativa baja atenuacin, as se

define la reduccin de la intensidad que se

observa en la propagacin de una seal al

crecer en la distancia recorrida.

La fibra ptica permite conexiones sin

necesidad de regenerar la seal.

Las fibras pticas poseen una capacidad

mayor de 2Gbits/s, son muy livianas y

ocupan un espacio mucho menor que los

cables coaxiales.

Ventajas F.O. No existe Diafona

No puede ser interferida

Tiene un ancho de banda amplio

Capacidad de multiplex amplio

Tamao pequeo, poco peso, soporta

grandes tensiones mecnicas y tiene

mucha flexibilidad

Inmune a la corrosin

Desventajas de la F.O. Puede resultar mas caro si sus ventajas no son

correctamente evaluadas en los proyectos de red.

Las perdidas de acoplamiento y la dificultad al realizar el empalme, debido al pequeo dimetro de las fibras, limitan sus aplicaciones en campo, ya que se requieren empalmadoras de muy alta tecnologa y alto costo.

Algunas fuentes luminosas tienen una vida til muy limitada.

Capacidad de la Fibra ptica Actualmente se utilizan para capacidades para

transportar 30,720 conversaciones telefnicas

simultaneas.

La capacidad de transmisin de informacin que

tiene una fibra ptica depende de tres

caractersticas fundamentales:

A) Diseo geomtrico de la fibra ptica

B) Propiedades de los materiales empleados

C) Anchura espectral de la fuente de luz utilizada.

Los sistemas que utilizan una longitud de onda de

1550nm pueden transportar mayor informacin y a

mayor distancia que los sistemas de 1300nm.

Estructura de la Fibra ptica

El revestimiento envuelve el ncleo de la fibra y

sirve de espejo para que los rayos de luz se concentren en el ncleo.

Con las letras n1 y n2 se ha representado el

ndice de refraccin de los materiales del ncleo y revestimiento.

Para garantizar que el rayo de luz viaje a travs

del ncleo, el ndice de refraccin del ncleo

debe de ser mayor al ndice de refraccin del

revestimiento.

ndice de Refraccin

Se define como el cociente de la velocidad de la luz en el vaco (C) entre la velocidad de la luz en el medio (Vm):

El ndice de refraccin, es un numero adimensional y siempre mayor que uno.

Cada material tiene un valor especifico del ndice de refraccin, leves variantes en la composicin, como impurezas o dopante, afectan el valor del ndice de refraccin, alterndose tambin las propiedades pticas del material.

ndice de Refraccin de la F.O.

El ndice de refraccin del ncleo y del

revestimiento deben de ser diferentes.

El ndice de refraccin del ncleo debe de ser mayor que el revestimiento (1>2), es importante considerar que las diferencias entre

ncleo y revestimiento estn en la segunda y

tercera cifra decimal del ndice de refraccin (normalmente se cumple que 1-2=0.007).

Cuando un rayo de luz choca con una superficie

puede ocurrir una reflexin, refraccin o ambos.

Reflexin Fenmeno por el cual un rayo de luz que se

propaga por un medio e incide sobre otro medio

de caractersticas distintas, retorna al primero (es

reflejado). Condiciones:

A) Superficie pulida o reflejante

B) Angulo de incidencia adecuado

C) Angulo incidencia = Angulo de reflexin

Refraccin

Es el cambio de direccin que experimenta la luz

al pasar oblicuamente de un medio a otro.

A) Refraccin ayudara a introducir la mayor

cantidad de luz al ncleo de la fibra.

B) Se logra la refraccin con ngulos pequeos de

los rayos que llegan al ncleo.

FENOMENO DE REFLEXIN TOTAL

Es cuando el rayo de luz que incide sobre el

revestimiento es reflejado nuevamente hacia el

ncleo. Es decir, no se produce refraccin de la

luz al incidir el rayo sobre el revestimiento.

Consideremos el revestimiento como un espejo.

Apertura Numrica (AN)

Se considera como un cono de aceptacin

adecuada a los rayos de luz que llegan al

ncleo de la fibra ptica, determinante de la

cantidad de luz que puede aceptar una fibra y

en consecuencia de la energa que puede

transportar.

AN determina la eficiencia de acoplamiento

entre el LASER y la F.O. lo importante es lograr

que el haz incidente se disperse poco del eje

ficticio de la gua. Los valores tpicos de AN son

0.5 a 0.1.

Trminos de Red Local con

F.O.

FTT: Fibra to the ., Fibra hasta el.

FTTO: Fibra hasta la Oficina

FTTH: Fibra hasta la Vivienda

Debido a que el trafico generado por los hogares y las empresas no justifica dicha capacidad de transmisin, este panorama puede modificarse en la medida en que los usuarios residenciales aumentan la demanda de los servicios.

Caractersticas de las Fibras

pticas

Perfil del ndice de refraccin Permite especificar la variacin del ndice de refraccin en la fibra desde el centro del ncleo hasta la frontera con el revestimiento.

Este concepto es importante ya que la nueva tecnologa de las fibras permite la fabricacin del ncleo de la fibra con ndice de refraccin variante, es decir, el ndice de refraccin es grande en el centro y decrece con el radio hacia el revestimiento.

Una fibra con perfil de ndice gradual permite que cuando el haz deja el centro de la fibra pueda seguir una trayectoria helicoidal o senoidal, logrando una trayectoria mas suave del haz luminoso.

Atenuacin en F.O.

1) La absorcin del material debido a las impurezas en

l, que se puede minimizar en la seleccin de la

materia prima del ncleo y en el proceso de

fabricacin.

2) La distorsin geomtrica, que produce

irregularidades principalmente en la frontera entre el

ncleo y el revestimiento.

3) La prdida por radiacin, debido a la curvatura de

la fibra, en especial las de radio pequeo.

Dispersin

Es una caracterstica de la fibra que causa el

ensanchamiento del pulso de entrada a lo largo

de su viaje por la fibra, es decir, el pulso de salida

es ms amplio en tiempo que el pulso de

entrada.

Esto es importante de considerar principalmente

a altas velocidades de transmisin o lneas muy

largas sin regeneradores.

Fibra de dispersin normal

La fibra ptica de dispersin normal tiene el ndice de refraccin 1 constante en todo el ncleo y 2 constante en todo el revestimiento, adems se cumple se cumple que 1> 2.

Fibra de dispersin corrida

La fibra ptica de dispersin corrida tiene

el ndice de refraccin variable desde un

valor mayor en el ncleo hasta un valor

inferior en la frontera entre el ncleo y revestimiento.

Atenuacin VRS Dispersin

Tipos de F.O.

Las fibras pticas se clasifican en:

Fibra Multimodo

Distancia:

Fibra Multimodo

La parte de una fibra ptica por la que viaja los rayos de luz recibe el nombre de ncleo de la fibra.

Una vez que los rayos han ingresado al ncleo de la F.O. hay un numero limitado de recorridos pticos que puede seguir un rayo de luz a travs de la fibra y reciben el nombre de modos.

Cada cable de F.O. esta compuesto de dos fibras de vidrio envueltas en revestimientos separados una para Tx y otra para Rx. Full Duplex.

Revestimiento exterior anaranjado.

Fibra Monomodo Revestimiento exterior de color amarillo.

Permite que solo un modo de luz se propague

a travs del ncleo.

Este tipo de F.O. utiliza un laser infrarrojo como

fuente de luz.

Los rayos de luz que transportan los datos en

una F.O. monomodo son bsicamente

transmitidos en lnea recta por el centro del

ncleo, esto aumenta velocidad y distancia.

Clasificacin de la F.O.

RADIO

ENLACES

Los sistemas de radio (radio enlaces)

fueron por muchos aos la solucin a los

enlaces de larga distancia, sobretodo

cuando la geografa accidentada del

terreno no permita el uso de otro medio

de transmisin. La principal desventaja es

que el radio utiliza un medio de

transmisin abierto, muy susceptible a las

condiciones atmosfricas.

En la actualidad se prefiere el uso de las F.O.

por sus mltiples ventajas sobre el radio enlace,

a pesar de los intensos esfuerzos de

investigacin y desarrollo durante varios aos

en Estados Unidos, Alemania y otros pases en

el campo de la radiacin de ondas

electromagnticas.

Un radio enlace analgico es un conjunto de

dispositivos electrnicos, diseados para

transmitir por medio de ondas

electromagnticas seales moduladas en

frecuencia o en fase.

ELEMENTOS DEL RADIO ENLANCE

En el grafico anterior hay 3 enlaces de RF

(3 Saltos de radio), es decir utilizamos el

espacio libre para transmitir la

informacin, por lo tanto estos tramos son

susceptibles a las perturbaciones

atmosfricas y a las condiciones del

terreno.

Lnea de Vista

Es importante que el espacio en los saltos

de radio debe de estar libre de

obstculos, se considera la curva de la

tierra y la refraccin de las ondas

electromagnticas debida a la diferencia

de densidades de la atmosfera.

Radiacin Electromagntica

Es la emisin de energa a partir de campos

elctricos y magnticos oscilantes. Estas

oscilaciones son conocidas como ondas

electromagnticas.

La energa electromagntica puede propagarse

como ondas de radio emitidas al espacio libre

utilizando una antena.

Una caracterstica de ests ondas es de

que viajan en el espacio libre a la misma

velocidad que la luz (3X108 m/s). Las

ondas difieren entre si por su frecuencia y

su longitud de onda.

Propagacin

La propagacin de las ondas electromagnticas

est influenciada por:

A) La frecuencia de la microonda transmitida

B) La distancia (Salto entre radios)

C) Ganancia de la Antena

D) Condiciones atmosfricas (lluvia, densidad de

la atmsfera, etc.)

E) La geografa del terreno (terrenos llanos

producen reflexiones)

Propiedades de las Ondas

Electromagnticas La radiacin electromagntica tiene las mismas

propiedades que la luz (fsica ptica) por lo tanto:

A) Se refleja en superficies planas: desiertos,

grades masas de agua, cualquier superficie llana,

espejos usados como repetidores, etc.

B) Se refractan en superficies: la trayectoria

cambia de direccin al pasar por

diferentes densidades de la atmsfera

debido a diferencias de temperatura.

C) Se dispersan: por irregularidades de la

superficie terrestre, olas de mar, masas de aire

irregular en la atmosfera.

D) Se difractan: al rosar los bordes de un obstculo

durante su trayectoria rodean los objetos.

MICROONDAS

La regin de frecuencias conocido como

microondas se encuentra definida entre 1GHz a

100GHz. En el espectro electromagntico se

encuentra ubicada entre la radiodifusin

comercial y la luz infrarroja.

Las microondas se utilizan para realizar enlaces

punto y punto a multipunto, gracias a sus buenas

caractersticas de propagacin.

Del rango de frecuencias de microondas la ms

utilizada es la regin entre 1GHz a 23GHz para la

comunicacin entre las diferentes compaas y

organizaciones que requieren el uso de

microondas.

Las frecuencias mayores a 23GHz son reservadas

principalmente para usos militares y algunas

comunicaciones privadas y comerciales.

Uso de Radios

En los criterios de ingeniera actuales, se ha

reducido significativamente las aplicaciones de

los sistemas de microondas, esto se debe a que,

el radio al ser un medio de transmisin abierto es

mas susceptible a perturbaciones originadas en

el trayecto de la seal.

La cantidad exigida en el plan de transmisin solo puede lograrse con medios de transmisin altamente eficientes como la fibra ptica.

Realmente las necesidades actuales de transmisin de datos en muchos casos han propiciado el cambio de los radios por fibras pticas.

La capacidad mxima depende mucho de la frecuencia, las velocidades de datos habituales para un nico rango de frecuencia oscilan entre 1Mbits/s y 10Mbits/s en la actualidad se pueden conseguir capacidades mas altas hasta de 300MB/s.

Diversidad

Los sistemas de Microondas utilizan transmisin de lnea de vista, al existir algn obstculo entre el transmisor y el receptor la seal es propensa a una degradacin. La diversidad nos dice que hay ms de un mtodo o ruta de transmisin disponible.

En los sistemas de microondas la diversidad incrementa la confiabilidad del sistema. Cuando hay mas de una ruta de transmisin, el sistema puede seleccionar la seal de ms alta calidad en recepcin.

Tipos de Diversidad

DIVERSIDAD DE FRECUENCIA: Consiste en la

modulacin de dos frecuencias diferentes de

portadora de RF con la misma inteligencia IF y

transmitirlas un destino determinado. En el destino

ambas portadoras son demoduladas y la que

mejor seal de IF es la que se selecciona.

DIVERSIDAD DE ESPACIO: La informacin se enva

en una misma frecuencia por dos trayectorias

diferentes, mediante una sola antena. Los

trayectos se eligen de manera que no exista la

posibilidad de ocurrir desvanecimiento simultaneo

en ambos. Para la recepcin generalmente se

usan dos antenas con separacin vertical en una

misma torre. Las seales captadas pasan a dos

receptores que entregan una seal de salida

combinada de intensidad prcticamente

constante.

DIVERSIDAD DE POLARIZACIN: Una sola

portadora de RF se propaga con dos diferentes

polarizaciones electromagnticas (Vertical y

Horizontal). Las ondas electromagnticas de

diferentes polarizaciones no necesariamente

experimentan el mismo deterioro en las

transmisiones. La diversidad de polarizacin

generalmente se utiliza en conjunto con la

diversidad de espacio.