COMUNICACIÓN DE DATOS

Tema: Medio de transmisión

Professor: Ing. Pavel Lech VALER MEDINA

Índice

1.

2.

3.

Introducción

Medios guiados

Medios no guiados

1. Introducción Se puede definir ampliamente un medio de transmisión como cualquier cosa

que puede transportar información de un origen a un destino.

Por ejemplo, el medio de transmisión para las personas que conversan cenando

es el aire. Para un mensaje escrito, el medio de transmisión podría ser un

transporte de correo, camión o un avión.

Sin embargo, en la transmisión de datos, la definición de la información e del

medio de transmisión es más específica. El medio de transmisión es

habitualmente el espacio abierto, un cable metálico o un cable de fibra

óptica. La información es habitualmente una señal que es el resultado de una

conversión de los datos desde otro formato.

1. Introducción En las telecomunicaciones, los medio de transmisión se pueden dividir en dos

grandes categorías: guiados y no guiados.

Los medios guiados incluyen el cable de par trenzado, cable coaxial y el cable

de fibra óptica. El medio no guiado es el espacio abierto.

1. Introducción

Espectro electromagnético para telecomunicación

2. Medio guiados Los medios guiados son aquellos que proporcionan un conductor físico de un

dispositivo al otro e incluyen los cables de pares trenzados, el cable coaxial y los

cables de fibra óptica.

Una señal viajando por cualquiera de estos es dirigida y contenida por los límites

físicos del medio.

El par trenzado y el cable coaxial usan conductores metálicos (de cobre) que

aceptan y transportan señales de corriente eléctrica.

La fibra óptica es un cable de cristal o plástico que acepta y transporta señales

en forma de luz.

2. Medio guiados

Cable de par trenzado

Está formado por dos conductores (normalmente de cobre), cada uno de los

cuales tiene su propio aislante de plástico, retorcidos juntos. Uno de los

cables se usa para llevar señales al receptor y el otro sólo se usa como señal

de referencia de tierra. El receptor usa la diferencia entre ambos.

aislante conductores

El trenzado hace posible que ambos cables se vean afectados igualmente por

las influencias externas (ruido o interferencia). Esto significa que el receptor,

que calcula la diferencia entre ambos, no recibe señales no deseadas. Estas

señales se cancelan entre si en gran parte.

2. Medio guiados Cable de par trenzado sin blindar y blindado

El tipo más frecuente de par trenzado usado en comunicaciones se denomina

cable de par trenzado sin blindaje (UTP, Unshielded Twisted Pair).

IBM ha producido una versión de cable de par trenzado blindado (STP,

Shielded Twisted Pair).

El cable STP tiene una envoltura metálica o un recubrimiento de malla

entrelazada que rodea cada par de conductores aislados. El cable STP tiene una

mejor calidad, pero ocupa más y es más caro.

Categoría Ancho de banda

Velocidad de datos

Digital/Analógico Aplicación

1 very low < 100 kbps Analógico Teléfono

2 < 2 MHz 2 Mbps Analógico/digital Líneas T-1

3 16 MHz 10 Mbps Digital LANs

4 20 MHz 20 Mbps Digital LANs

5 100 MHz 100 Mbps Digital LANs

6 200 MHz 200 Mbps Digital LANs

7 600 MHz 600 Mbps Digital LANs

2. Medio guiados Cable de par trenzado sin blindar - categorías

2. Medio guiados Cable de par trenzado sin blindar - Conectores

Los conectores que se usan más frecuentemente para UTP son RJ45.

Hembra Macho

2. Medio guiados par trenzado sin blindar - rendimiento Cable de

Calibre Diámetro (pulgadas)

atenuación

frecuencia

2. Medio guiados Cable coaxial El cable coaxial (o coax) transporta señales con rangos de frecuencias más

altos que los cables de pares trenzados, en parte debido a que ambos medios

están construidos de forma bastante distinta.

En lugar de tener dos hilos, el cable coaxial tiene un núcleo conductor

central formado por un hilo sólido o enfilado (habitualmente cobre) rodeado

por un aislante de material dieléctrico, que está, a su vez, rodeado por una

hoja (o malla) exterior de metal conductor.

La cubierta metálica exterior sirve como blindaje contra el ruido y como un

segundo conductor. Este conductor exterior está también rodeado por un

escudo aislante y todo el cable está protegido por una cubierta de plástico.

Categoría Impedancia Uso

RG-59 75 TV por Cable

RG-58 50 Ethernet de cable

fino

RG-11 50 Ethernet de cable

grueso

2. Medio Categorías

guiados Cable coaxial-

RG: Radio Guide

Cable coaxial- Rendimiento

La atenuación es mucho mayor en los cables coaxiales que en los de

tiene un par trenzado. En otras palabras, aunque un cable coaxial

ancho de banda mucho mayor, la señal se debilita rápidamente y

necesita el uso frecuente de repetidores.

2. Medio guiados Cable coaxial- Conectores El tipo más frecuente usado actualmente es el conector de red a

bayoneta (BNC, Bayonet Network Connector). Tres tipos populares de

este estilo son: Conector BNC, Conector BNC T y terminador BNC.

El conector BNC se usa para conectar el extremo del cable a un

dispositivo, como un aparato de TV. Un conector BNC T se usa en la

Ethernet de cable fino para sacar una ramificación de un cable a una

computadora o a otro dispositivo. El terminador BNC se usa al final del

cable para prevenir el reflejo de la señal.

Cabo

Conector BNC Terminador para BNC (50ohm)

Cable a tierra

2. Medio guiados Fibra Óptica

La fibra está hecha de plástico o de cristal y transmite las señales en forma

de luz. Usa la reflexión para llevar la luz a través de un canal. Un núcleo de

cristal o plástico se rodea con un revestimiento de cristal o plástico menos

denso. La diferencia de densidad de ambos materiales debe ser tal que el

rayo de luz se mueve a través del núcleo sea reflejado por la cubierta en lugar

de ser refractado (refracción) por ella.

Revestimiento Emisor Receptor

Núcleo

2. Medio guiados Fibra Óptica – Modos de propagación

La tecnología actual proporciona dos modos de propagación (multimodo y

monomodo) de la luz a lo largo de canales ópticos, cada uno de los cuales

necesita de fibras con características distintas. A su vez, el multimodo se

puede implementar de dos maneras: índice escalonado o de índice gradual.

2. Medio guiados Fibra Óptica – Modos de propagación

Multimodo – se denomina así porque hay múltiples rayos de luz de una

fuente luminosa que se mueven a través del núcleo por caminos distintos.

Cómo se mueven estos rayos dentro del cable depende de la estructura del

núcleo.

En la fibra multimodo de índice escalonado, la densidad del núcleo

permanece constante desde el centro hasta los bordes. Un rayo se mueve a

través de esta densidad constante en línea recta hasta que alcanza la interfaz

del núcleo y el revestimiento. En la interfaz hay un cambio abrupto a una

densidad más baja que altera el ángulo de movimiento del rayo.

2. Medio guiados Fibra Óptica – Modos de propagación

En la fibra multimodo de índice gradual, la densidad es mayor en el centro del

núcleo y decrece gradualmente hasta el borde.

Índice

escalonado

Índice gradual

2. Medio guiados Fibra Óptica – Monomodo

El monomodo usa fibra de índice escalonado y una fuente de luz muy

enfocada que limita los rayos a un rango muy pequeño de ángulos, todos

cerca de la horizontal. La fibra monomodo se fabrica con un diámetro mucho

más pequeño que las fibras multimodo y con una densidad sustancialmente

menor (índice de refracción).

El decrecimiento de densidad da como resultado un ángulo crítico que está

muy cerca de los 90 grados para hacer la propagación de los rayos casi

horizontal. En este caso, la propagación de los distintos rayos es casi

idéntica y los retrasos sons despreciables. Todos los rayos llegan al destino

juntos y se pueden combinar sin distorsionar la señal.

2. Medio guiados

Fibra Óptica – Multimodo y Monomodo

Multimodo

(índice escalonado)

Multimodo

(índice gradual)

Monomodo

Tipo Núcleo (micrones)

Revestimiento (micrones)

Modo

50/125 50 125 Multimodo, índice gradual

62.5/125 62.5 125 Multimodo, índice gradual

100/125 100 125 Multimodo, índice gradual

7/125 7 125 Monomodo

2. Medio guiados

Fibra Óptica –Tipos

2. Medio guiados

Fibra Óptica

Rendimiento

La atenuación es más plana que en el caso del par trenzado y el cabo coaxial.

El rendimiento es tal que se necesitan menos repetidores (realmente 10 veces

menos) cuando se usan cables de fibra óptica.

Algunas ventajas frente a los cables metálicos (par trenzado y coaxial)

Ancho de banda mayor

Menor atenuación de la señal

Inmunidad a interferencia electromagnética

Mayor resistencia a materiales corrosivos

Mayor Ligereza

Algunas desventajas

Instalación y mantenimiento

Propagación unidireccional de la luz

Coste

3. Medio no guiados Los medios no guiados transportan ondas electromagnéticas sin usar un

conductor físico. Este tipo de comunicación se denomina a menudo

comunicación inalámbrica.

Las senãles se radian a través del aire y, por lo tanto, están disponibles para

cualquiera que tenga un dispositivo capaz de recibirlas.

Las señales no guiadas pueden viajar del origen al destino de distintas forma: en

superficie, por el cielo y en línea de visión.

Propagación por línea

de vista Propagación por el cielo Propagación en superficie

3. Medio no guiados Se pueden dividir las transmisiones inalámbricas en tres grupos:

ondas de radio, microondas y ondas infrarrojas.

Onda de Infrarrojos

luz

Ondas de radio y microondas

Banda Rango Propagación Aplicación

VLF 3–30 KHz Superficie Navegación radio de largo alcance

LF 30–300 KHz Superficie Localizadores de navegación

MF 300 KHz–3 MHz Cielo Radio AM

HF 3–30 MHz Cielo Banda de ciudad (CB), Comunicación con aviones y barcos

VHF 30–300 MHz Cielo y línea de vista

TV VHF, radio FM

UHF 300 MHz–3 GHz Línea de vista TV UHF , celulares/móviles, paging/mensajería, satélites

SHF 3–30 GHz Línea de vista Comunicación via Satélite

EHF 30–300 GHz Línea de vista Radar, satélite

3. Medio no guiados La sección del espectro electromagnético definida como radio y microondas se

divide en ocho rangos, denominadas bandas, que están reguladas por las

autoridades gubernamentales.

3. Medio no guiados Aunque no hay una separación clara entre ondas de radio y microondas, las

ondas electromagnéticas entre las frecuencias de 3 kHz y de 1 Ghz se

denominan normalmente ondas de radio. Mientras que las ondas con

frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz se denominan normalmente microondas.

Las ondas de radio, en su mayor parte, son omnidireccionales. Cuando una

antena transmite ondas de radio, se propagan en todas las direcciones. Esto

significa que las antenas emisoras y receptoras no necesitan estar alineadas.

Las ondas de radio se

usan para las

comunicaciones

multidestino tales como la

radio (AM y FM), la

televisión y los sistemas de

mensajería. Antena omnidirireccional.

3. Medio no guiados Las microondas son unidireccionales. Cuando una antena transmite

microondas, se puede focar de forma muy precisa.

Eso significa que las antenas emisora y receptora deben estar

alineadas. La propiedad unidireccional tiene una ventaja obvia. Un par

de antenas

antenas.

se pueden alinear sin que sean interferidas por otras

Antena Parabólica Antena de Cornete

Las microondas se usan en comunicaciones unicast, como los teléfonos

móviles, las redes de satélites y las redes inalámbricas

3. Medio no guiados Las ondas infrarrojos, con frecuencias entre 300 GHz y 400 Thz se

pueden utilizar para comunicaciones de corto alcance.

Las ondas infrarrojas no pueden penetrar las paredes. Esta

característica tan ventajosa evita las interferencias entre un sistema y

otro; una comunicación de corto alcance en una habitación no puede

ser interferida por otro sistema situado en la habitación contigua.

Sin embargo, esta misma característica hace que los infrarrojos sean

inútiles para comunicaciones a larga distancia. Además, no se

pueden usar infrarrojos fuera de un edificio porque los rayos de sol

contienen este tipo de ondas y pueden interferir la comunicación.

Las señales infrarrojas se pueden usar en comunicación de corto

alcance en un área cerrada y usando propagación por línea de vista,

como, por ejemplo, en la comunicación entre dispositivos tales como

teclados, ratones, PC e impresoras.

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