ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Onda electromagnética (O.E.M.). Es la perturbación simultánea de los campos eléctricos y magnéticos existentes en una misma región (James C. Maxwell fue quien descubrió las ondas electromagnéticas). Las radiaciones electromagnéticas son las generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose a la vez (oscilando). Cada partícula genera lo que se llama un campo, por eso también se dice que es una mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético. 

  Estas radiaciones generan unas ondas que se pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vacío. Imaginemos que movemos de forma oscilatoria (de arriba a bajo) una partícula cargada eléctricamente (o magnéticamente) como la de la figura:

   Como vemos se crea una perturbación a su alrededor, que es lo que llamamos una onda. Esta onda depende de la velocidad con la que movamos la partícula (y fuerza), y de la amplitud o distancia entre el inicio y

el final del recorrido.

   Cambiando estos valores podemos cambiar el tamaño de la onda. La onda generada tendrá la misma forma pero más grande y/o con mas ondulaciones por segundo.

   Si la partícula tiene un componente eléctrico, pero también uno magnético ya tenemos generada una radiación electromagnética, con su onda electromagnética. Vamos analizar la onda generada. Para medir una onda tenemos 3 datos muy importantes como podemos ver en la siguiente figura:

  Longitud de Onda: Distancia entre dos crestas.  Amplitud : Es la máxima perturbación de la onda. La mitad de la distancia entre la cresta y el valle.Frecuencia: Número de veces que se repite la onda por unidad de tiempo. Si se usa el Hertzio es el numero de veces que se repite la onda por cada segundo.

Además hay otros dos datos también interesantes: Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la frecuencia.Velocidad: la velocidad de la onda depende del medio por el que se propague (por donde viaje). si la onda viaja por el vació su velocidad es igual a la de la luz 300.000Km/segundo. Si se propaga por el aire cambia, pero es prácticamente igual a la del vació.

   Pero...¿Por qué son tan importantes las ondas electromagnéticas?. Pues que son una forma de transportar energía por el aire. No tiene barreras. 

   Podemos emitir una señal desde un receptor (el punto donde se genera la onda) y recibirla en un receptor (el punto donde cogemos la onda). Esta onda puede contener información, que primero, esta información se deberá convertir en una señal en forma de onda electromagnética, y una vez recibida por el receptor, descodificarla y recibir la misma información que se envió. ¡¡¡Ya podemos enviar información por el aire sin necesidad de cables o elementos físicos!!!.

    Las ondas electromagnéticas se usan para la radio, la televisión, internet, etc. Pero tenemos un problema. Por el aire viajan muchas ondas. ¿Cómo las diferenciamos? Pues por su Frecuencia (recuerda numero de veces que se repite la onda), pero es que además a mayor frecuencia, menor longitud de la onda.

   Piensa en una cuerda cuando la movemos (frecuencia con la que la movemos), si la movemos muy lentamente creamos ondas muy anchas (mucha longitud de onda) pero si la movemos muy rápido las ondas son mas estrechitas (poca longitud de onda) : Frecuencia grande = Longitud de onda pequeña y Frecuencia pequeña = longitud de onda grande.

   Ya tenemos nuestras ondas diferenciadas por su longitud de onda o por su frecuencia. Se ha creado una escala para clasificarlas, por orden creciente de longitudes de onda ( o decreciente por su frecuencia) llamada Espectro Electromagnético. Dependiendo de la onda pertenecerá a un espectro u a otro.

   Fíjate que lo medimos en Hertzios, MegaHertzios, etc, es decir por su frecuencia (podría ser por su longitud de onda). Además cada aparato emite unas ondas de diferente frecuencia y si queremos emitir ondas de telefonía móvil pues tendremos que emitirlas en una banda de frecuencia determinada para no confundirlas con otras. Las ondas emitidas con una frecuencia por encima de la infrarroja son las ondas visibles, como por ejemplo la de la luz del sol. Las de frecuencia mas baja no se ven, por ejemplo las de la radio, pero ojo existen.

Conclusión : Estamos rodeado de ondas que viajan y la mayoría no las vemos, aunque ya sabemos que hay

están. Las antenas emiten y reciben estas señales, que primero se codifican y al recibirlas se descodifican para recibir la información que transmitimos.

COMUNICACIÓN INFRARROJA

Definición

La comunicación por infrarrojos utiliza luz infrarroja para transferir datos. La luz infrarroja se utiliza casi universalmente en los mandos a distancia de televisión y video. En equipos, la comunicación por infrarrojos es una alternativa a los discos y cables. La comunicación por infrarrojos proporciona una forma rentable de punto a punto de conectar equipos entre sí o con dispositivos y aparatos eléctricos. Cada dispositivo necesita “ver” al otro para realizar la comunicación, por ello es escasa su utilización a gran escala. Es muy utilizada en el campo de las comunicaciones.

Transmisión de los datos: se basan en la numeración binaria. En la comunicación infrarroja esta numeración se puede entender o codificar como 0, si no hay luz, y 1, si la hay.El equipo transforma los datos que hay que enviar en una codificación de 0 y 1, que envía en forma de ráfagas de luz y el otro equipo las recibe y las transforma de nuevo en datos.

Ventajas y desventajas de los Sistemas Infrarrojos de Comunicaciones.

En general los sistemas de comunicaciones infrarrojos ofrecen ventajas significativas respecto a los sistemas de radio frecuencia. Al utilizar luz, los sistemas Infrarrojos de comunicaciones cuentan con un canal cuyo potencial de ancho de banda es muy grande y no están regulados en ninguna parte del planeta. Además, los sistemas infrarrojos de comunicaciones son inmunes a interferencias y ruido de tipo radioeléctrico. El confinamiento de las señales infrarrojas hace difícil que escuchas clandestinos las puedan captar. Además es un sistema de bajo coste y que requiere bajo voltaje.

Sin embargo tiene una desventaja: necesita que ele receptor permanezca a la espera, forzando al senso receptor a consumir energía para detectar cuando llega la luz. Por este motivo, los elementos móviles con batería deben activar y desactivar la recepción de datos. Otra desventaja es que su alcance es corto y se bloquea con materiales comunes (personas, paredes…etc.)

Tipos

- Comunicación punto a punto: se establece una línea recta entre el emisor y el receptor. El transmisor concentra su potencia en una pequeña región del espacio, por lo cual, para una potencia dada, este sistema es el que mayor distancia puede alcanzar. De una manera parecida, el receptor capta luz infrarroja solo de una pequeña región del espacio, produciéndose así un mínimo de distorsión por multitrayectorias y de ruido causado por las fuentes de luz ambiental.- Comunicación cuasifusa: en el modo casi–difuso las estaciones se comunican entre si, por medio de superficies reflectantes. No es necesaria la línea-de-visión entre dos estaciones, pero sí deben de estarlo con la superficie de reflexión- Comunicación difusa: los sistemas IR difusos son los mas fáciles de utilizar y también los más robustos, no se requiere apuntar tanto al transmisor como al receptor, ni se requiere que haya línea de vista entre estos.

Cuando hablamos de WIFI nos referimos a una de las tecnologías de comunicación inálambrica mediante ondas más utilizada hoy en día. WIFI, también llamada WLAN (wireless lan, red inalámbrica) o estándar IEEE 802.11. WIFI no es una abreviatura de Wireless Fidelity, simplemente es un nombre comercial.

En la actualidad podemos encontrarnos con dos tipos de comunicación WIFI:

802.11b, que emite a 11 Mb/seg, y

802.11g, más rapida, a 54 MB/seg.

¿Como funciona Wifi?

Empezaremos con unos principios básicos. Un red wireless o sin cables, usa ondas de radio como hacen los teléfonos móviles y los equipos de radio que conocemos. De hecho, la comunicación a través de una red Wifi es muy parecida a una comunicación de radio bidireccional. Esto es lo que ocurre:

El adaptador wireless de un ordenador traduce datos a una señal de radio y la transmite usando una antena.

Un router wireless recibe la señal y la decodifica. A continuación envía la información a Internet usando una conexión física por cable, usualmente Ethernet.

El proceso trabaja de igual modo al revés, con el router recibiendo información de Internet, traduciéndola a una señal de radio y enviándola a un adaptado wireless localizado en el ordenador.

Las radios usadas para la comunicación Wifi son muy similares a las radios usadas en los walkie-talkies, móviles y otros dispositivos. Pueden transmitir y recibir señales de radio, y pueden convertir unos y ceros en ondas de radio. Sin embargo, las “radios” Wifi tienen algunas diferencias importantes de otras radios:

Transmiten a frecuencias de 2.4 GHz o 5 GHz. Esta frecuencia es más alta que las utilizadas en teléfonos móviles y walkie-talkies. Una alta frecuencia permite a la señal transportar más datos.

Usan los estándar de red 802.11 la cual tiene algunas variantes.

Las radios Wifi pueden transmitir en tres bandas de frecuencia, o pueden saltar entre las diferentes bandas cambiando dichas frecuencias. Este cambio de frecuencia impide que se produzcan interferencias y permiten que varis dispositivos Wireless usen la misma conexión simultáneamente.

Las variantes anteriormente mencionadas, dan un diferente rango de funciones y usos al mismo protocolo proporcionando un amplio rango de posibilidades en diferentes entornos.

Si múltiples equipos disponen de un adaptador Wifi, pueden conectar al mismo router para conectarse a Internet. La conexión es fiable y virtualmente invisible. Si el router falla, o si mucha gente se quiere conectar y consumir ancho de banda al mismo tiempo, puede haber lentitud y conexiones rotas.

BLUETOOTH:El bluetooth es un protocolo estándar de comunicaciones para la transmisión de voz y datos sin cable entre dispositivos, mediante una radiofrecuencia segura y de alcance global. Tiene una serie de cuestiones previas que había que solucionar:

- El sistema debía operar en todo el mundo- El emisor de radio tenía que consumir poca energía, ya que debía integrarse a equipos de batería.- La conexión debía soportar voz y datos, y por tanto, aplicaciones multimedia.- La tecnología había de ser de bajo coste.

¿CÓMO FUNCIONA?:El núcleo del sistema bluetooth consiste en un transmisor de radio, una banda base y una serie de protocolos de control. El sistema tiene transmisor de saltos de frecuencia, que consiste en una técnica de modulación en que la señal se emite sobre una serie de radiofrecuencias aparentemente aleatorias. Los receptores no autorizados solo ven una señal ininteligible.Cuando tenemos varios dispositivos sincronizados por un reloj y una secuencia de saltos de frecuencia, comparten el mismo canal físico de radios. Unos de ellos proporciona los valores de referencia y se denomina dispositivo maestro, mientras que los demás son los dispositivos esclavos.Cuando tenemos un maestro y uno o varios esclavos, creamos una piconet.Un dispositivo maestro solo puede pertenecer a un piconet, mientras que un dispositivo esclavo puede conectarse a varias piconets al mismo tiempo. Se conoce como scattenet.

CONFIGURACIÓN Y CONEXIÓN DE LOS DISPOSITIVOS BLETOOTH:Para configurar los dispositivos, en primer lugar hay que establecer en SSID del dispositivo, es decir, ponerle un nombre. Una vez establecido el nombre, a penas habrá que configurar nada más.A continuación, para establecer la comunicación entre los dispositivos, hay que vincularlos. Esto se consigue siguiendo una estructura de maestro-esclavo.- Se activan los dos dispositivos.- Uno de los dispositivos, que debe estar visible y dentro del radio de acción (inferior a 10m), hace de maestro.- El otro dispositivo se encarga de buscar los otros dispositivos que se encuentran dentro del radio de acción activado; desempeña el papel de esclavo.

SEGURIDAD EN DISPOSITIVO BLUETOOTH:Sufre ataques a la seguridad.Las empresas lazan al mercado mejoras para evitar ataques como por ejemplo:-Bluejacking.-Bluebugging.-Bluesnarfing.-Cabir whisperer.

-Cabin Worm.-Denial of service (DoS).

REDES TELEFÓNICAS 1G y 2G

1G1G es la abreviación para la telefonía móvil de la primera generación. Estos teléfonos utilizan tecnología analógica (BUSCAR INFORMACIÓN SEÑALES ANALÓGICA Y DIGITAL) y fueron lanzados en los 80. Éstos continuaron después del lanzamiento comercial de los teléfonos móviles de segunda generación. La mayor diferencia entre el 1G y el 2G es que el 1G es analógico y el 2G es digital; aunque los dos sistemas usan sistemas digitales para conectar las Radiobases al resto del sistema telefónico, la llamada es cifrada cuando se usa 2G.

Uno de los estándares de 1G es el NMT (Nordic Mobile Telephone), usado inicialmente en los países Nórdicos, y luego también en Holanda, Europa del Este y Rusia, entre otros.

Anteriormente a estas tecnologías se utilizó el grupo de tecnologías 0G en los Estados Unidos, Canadá, Finlandia, Suecia, Dinamarca, España, Filipinas, Jamaica, Cuba, Chile, etc.

2G

Se conoce como telefonía móvil 2G a la segunda generación de telefonía móvil.La telefonía móvil 2G no es un estándar o un protocolo sino que es una forma de marcar el cambio de protocolos de telefonía móvil analógica a digital.La llegada de la segunda generación de telefonía móvil fue alrededor de 1990 y su desarrollo deriva de la necesidad de poder tener un mayor manejo de llamadas en prácticamente los mismos espectros de radiofrecuencia asignados a la telefonía móvil, para esto se introdujeron protocolos de telefonía digital que además de permitir más enlaces simultáneos en un mismo ancho de banda, permitían integrar otros servicios, que anteriormente eran independientes, en la misma señal, como es el caso del envío de mensajes de texto o Página en un servicio denominado Short Message Service o SMS y una mayor capacidad de envío de datos desde dispositivos de fax y módem.2G abarca varios protocolos distintos desarrollados por varias compañías e incompatibles entre sí, lo que limitaba el área de uso de los teléfonos móviles a las regiones con compañías que les dieran soporte.

2.5G Como tal no existe ningún estándar ni tecnología a la que se pueda llamar 2.5G o 2.75G, pero suelen ser denominados así a algunos teléfonos móviles 2G que incorporan algunas de las mejoras y tecnologías del estándar 3G como es el caso de GPRS y EDGE en redes 2G y con tasas de transferencia de datos superiores a los teléfonos 2G regulares pero inferiores a 3G.

1G 2G 3G 4G

3GIntroducción: 3G es la abreviación de tercera generación de transmisión de voz y datos a través de telefonía móvil mediante UMTS (Universal Mobile Telecommunications System o servicio universal de telecomunicaciones móviles).

Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir tanto voz y datos (una llamada telefónica o una videollamada) y datos no-voz (como la descarga de programas, intercambio de correos electrónicos, y mensajería instantánea).

Aunque esta tecnología estaba orientada a la telefonía móvil, desde hace unos años las operadoras de telefonía móvil ofrecen servicios exclusivos de conexión a Internet mediante módem USB, sin necesidad de adquirir un teléfono móvil, por lo que cualquier computadora puede disponer de acceso a Internet. Existen otros dispositivos como algunos ultrapórtatiles (netbooks) que incorporan el módem integrado en el propio equipo, pero requieren de una tarjeta SIM (la que llevan los teléfonos móviles) para su uso, por lo que en este caso sí es necesario estar dado de alta con un número de teléfono

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evolución del 2G al 3G: 

Las redes 2G se construyeron principalmente para datos de voz y transmisiones lentas. Dados los cambios rápidos en las expectativas de los usuarios, no cumplen las necesidades inalámbricas de la actualidad. La evolución del 2G al 3G puede subdividirse en las siguientes fases:

De 2G a 2.5G De 2.5G a 2.75G De 2.75G a 3G

De 2G a 2´5 y GPRS: El primer gran paso en la evolución al 2G ocurrió con la entrada del Servicio General de Paquetes vía Radio (GPRS - General PacketRadio Service). Los servicios de los móviles relacionados con el GPRS se convirtieron en 2.5G.

El GPRS podía dar velocidad de datos desde 56 kbit/s hasta 114 kbit/s. Puede usarse para servicios como el acceso al protocolo de aplicaciones inalámbricas servicio de mensajes cortos, sistema de mensajería multimedia y para servicios de comunicación por Internet como el email y el acceso a la web. La transmisión de datos GPRS es normalmente cobrada por cada megabyte

transferido, mientras que la comunicación de datos vía conmutación de circuitos tradicional es facturada por minuto de tiempo de conexión, independientemente de si el usuario está realmente usando la capacidad o si está parado.

El GPRS es una gran opción para el servicio de intercambio de paquetes, al contrario que el intercambio de circuitos, donde una cierta calidad de servicio (QoS) está garantizada durante la conexión para los no usuarios de móvil. Proporciona cierta velocidad en la transferencia de datos, mediante el uso de canales no usados del acceso múltiple por división de tiempo (TDMA). Al principio se pensó en extender el GPRS para que diera cobertura a otros estándares, pero en vez de eso esas redes están convirtiéndose para usar el estándar GSM, de manera que el GSM es el único tipo de red en la que se usa GPRS. El GPRS está integrado en el lanzamiento GSM 97 y en nuevos lanzamientos. Originariamente fue estandarizado por el , pero ahora lo está por el 3GPP.

En telecomunicaciones, 4G son las siglas utilizadas para referirse a la cuarta generación de tecnologías de telefonía móvil. Es la sucesora de las tecnologías 2G y 3G, y que precede a la próxima generación, la 5G.La 4G está basada completamente en el protocolo IP, siendo un sistema de sistemas y una red de redes, que se alcanza gracias a la convergencia entre las redes de cables e inalámbricas. Esta tecnología podrá ser usada por módems inalámbricos, móviles inteligentes y otros dispositivos móviles. La principal diferencia con las generaciones predecesoras será la capacidad para proveer velocidades de acceso mayores de 100Mbit/s en movimiento y 1 Gbit/s en reposo, manteniendo una calidad de servicio (QoS) de punta a punta de alta seguridad que permitirá ofrecer servicios de cualquier clase en cualquier momento, en cualquier lugar, con el mínimo coste posible.

Es el siguiente paso evolutivo dentro de la red de telefonía móvil, pero hay que precisar un poco más para conocer todas las ventajas de esta nueva red de alta velocidad que se apoya en las tecnologías denominadas LTE y WiMax.

LTE (Long Term Evolution), es el nombre del nuevo estándar de tecnología sobre el que se apoyarán las redes inalámbricas de alta velocidad 4G en nuestro país, es decir: será la tecnología que logrará que el 4G exista como tal en España. Los sistemas LTE permiten que la red 4G alcance velocidades superiores a los 100 megabits por segundo.El WWRF (Wireless World Research Forum) pretende que 4G sea una fusión de tecnologías y protocolos, no sólo un único estándar, similar a 3G, que actualmente incluye tecnologías como lo son GSM y CDMA.1 Por su parte, el ITU indicó en 2010 que tecnologías consideradas 3G evolucionadas, como lo son WiMax, HSPA+ y LTE, podrían ser consideradas tecnologías 4G.2

La empresa NTT DoCoMo en Japón, fue la primera en realizar experimentos con las tecnologías de cuarta generación, alcanzando 100 Mbit/s en un vehículo a 200 km/h. La firma lanzó los primeros servicios 4G basados en tecnología LTE en diciembre de 2010 en Tokyo, Nagoya y Osaka. En el resto del mundo se espera una implantación sobre el año 2020.

SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES