1 Presentación MEDIOS DE TRANSMISIONHoy es viernes, 07 de abril de 2017 y ahora mismo son las 6:12:53 p.m. PAG.: 1

2 Medios De Transmisión Una forma simple de definir un medio de transmisión podría ser: «Es el medio físico a través del cual viaja la señal desde el Transmisor hasta el Receptor»

3 Medios De Transmisión SE CLASIFICAN EN:Guiados: Son los que proporcionan un camino físico a lo largo de la transmisión. Ejemplo: Par trenzado, fibra óptica, cables coaxiales. Los medios guiados, a su vez se pueden clasificar en: - Balanceados o diferenciales: ambos conductores transportan corriente. - No balanceados o de terminación simple: sólo uno de los conductores transporta corriente.

4 Medios De Transmisión Un medio guidado de transmisión puede ser punto a punto o multipunto. Punto a punto, si se provee un enlace directo entre 2 dispositivos y estos son los únicos dispositivos que comparten el medio.

5 Características de transmisión de medios guiados punto a puntoMedios De Transmisión Características de transmisión de medios guiados punto a punto La capacidad de transmisión en términos de velocidad de transmisión o ancho de banda, depende de la atenuación.

6 Medios De Transmisión Multipunto, cuando más de dos dispositivos comparten el medio.

7 Medios guiados o cableadosSon los más usados, dependiendo de la comunicación se utilizarán distintos tipos de cables en función de 3 aspectos principales: Velocidad máxima que se desea alcanzar en la transmisión. Distancia entre emisor y receptor. Análisis de las perturbaciones que afectarán a la comunicación

8 Espectro Electromagnético para las Telecomunicaciones

9 Cables de pares simétricosGeneralidades El cable bifilar (dos conductores separados por aire) fue el primer medio utilizado en transmisiones de telefonía y actualmente es el más usado, por lo menos en cantidad. Suelen estar fabricados a base cobre recocido puro, de forma circular y con diámetros comprendidos entre mm a 1 mm (resistividad mínima de 0.071Ω/m). La separación entre los conductores y el tipo de aislante entre ellos determinan el valor de la impedancia característica (Z0).

10 Cubierta La cubierta suele ser de polietileno o de policloruro de vinilo que le confiere propiedades como resistencia mecánica, flexibilidad, impermeabilidad y resistencia a la corrosión. Si van apantallados se suele utilizar papel de aluminio. Existen dos tipos: Cable de pares paralelos. Utilizados frecuentemente en los interiores de edificios y son los usados para conectar el teléfono a la roseta telefónica (BAT). Cables de pares trenzados. Se desarrollaron con la finalidad de reducir interferencias electromagnéticas con otros pares cercanos, la trenza en sí provoca el aumento de inductancia mutua en la línea, lo que ayuda a paliar los efectos de la capacitancia, reduciendo considerablemente la atenuación. Son utilizados tanto en transmisiones analógicas como digitales. La velocidad máxima de transmisión depende de la distancia y del diámetro del cable. Se presentan habitualmente como cables multipares se agrupan formando el cable (capacidades de hasta pares). Se utilizan en el llamado bucle local y alcanzan distancias superiores a 5 Km, para cables de calibre o galga entre 22 y 24. Para distancias superiores es necesario cargar la línea con la inclusión de bobinas de carga que “sintonizan” el circuito para transmisiones de voz. Este método consiste en pupinizar (Pupin) acoplándolas a intervalos regulares de la línea. En estas condiciones se logra una respuesta de atenuación en frecuencia bastante plana dentro de la banda de paso, pero aumenta la atenuación rápidamente en las proximidades de la frecuencia de corte.

11 Cables de pares trenzadosExisten actualmente 7 categorías dentro del cable UTP: Categoría 1: especialmente diseñado para redes telefónicas, alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps. Categoría 2: Utilizado en algunas redes antiguas Apple-Talk Categoría 3: Es utilizado en redes de ordenadores de hasta 16 Mbps. de velocidad y con un ancho de banda de hasta 16 Mhz. Categoría 4: Está definido para redes de ordenadores tipo anillo como token ring con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps.

12 Cables de pares trenzadosCategoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps. con un ancho de banda de hasta 100 Mhz. Categoría 5e: Es una categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación y las interferencias. Esta categoría no tiene estandarizadas las normas aunque si esta diferenciada por los diferentes organismos. La velocidad de transmisión es de 100Mhz Categoría 6: No esta estandarizada aunque ya se está utilizando. Se definirán sus características para un ancho de banda de 250 Mhz. Categoría 7: No esta definida y mucho menos estandarizada. Se definirá para un ancho de banda de 600 Mhz.

13 Cables multipares

14 Parámetros básicos de una línea de transmisiónModelo de líneas de transmisión Entre emisor y receptor está situada la línea cuyo comportamiento viene definido por las características geométricas y electromagnéticas de ésta, así como por su longitud y frecuencia de la señal. -L, inductancia (henrios, H). Flujo magnético producido por la corriente. Su existencia implica la aparición de una impedancia en serie en la línea y directamente proporcional a la frecuencia. -C, capacitancia o capacidad (faradios, F). Es la carga eléctrica en cada conductor por cada unidad de voltaje. Depende de la geometría y dimensiones de la línea. Su existencia implica la aparición de una impedancia en paralelo con los 2 conductores e inversamente proporcional a la frecuencia. La capacitancia es elevada precisamente por la proximidad de los hilos, y unido a la resistencia implica una atenuación mayor que por ejemplo en líneas aéreas. Un valor típico es de 50nF/Km y apenas varía con la frecuencia. -R, resistencia (ohmios, Ω). Depende de la resistividad y es la oposición al paso de la corriente eléctrica y está en serie con cualquiera de los 2 conductores. Se expresa por Km y se mide cortocircuitando la línea en un extremo y midiendo la resistencia en bucle. También hay que reseñar que la R depende de la temperatura de funcionamiento, por lo que debe ser un factor a tener en cuenta para controlar la atenuación de una transmisión. -G, conductancia o perditancia (siemens,). Es la característica inversa a la resistencia, se presenta en paralelo con la línea e implica las pérdidas debidas a la falta de aislamiento. Depende de la frecuencia sobre todo si es elevada. Se mide en circuito abierto, se expresa por Km y su valor es el inverso de la resistencia de aislamiento. Si los conductores de la línea fuesen perfectos no habría resistencia al paso de la corriente eléctrica y tampoco pérdidas de potencia durante la transmisión. También si el aislante entre los dos conductores fuese perfecto no habría conducción entre ellos.

15 Parámetros básicos de una línea de transmisiónImpedancia característica. Zo (Ω). Es la impedancia que presenta una línea de transmisión en uno de sus extremos si su longitud fuera infinita. Esta definición teórica implica que una línea de transmisión tendrá Zo cuando si conectamos una impedancia de valor Zo en un extremo, en el otro tenemos también Zo, comportándose así como si fuera una línea infinita. Cuando esta adaptada la línea la transferencia de energía es optima , de lo contrario se producen ondas estacionarias. Se definen como líneas acopladas: La carga absorbe toda la potencia incidente Z0=ZL O desacopladas: Parte de la potencia incidente es absorbida por la carga y parte es reflejada hacia la fuente.

16 Ondas estacionarias. La Relación de Onda Estacionaria (ROE)Se producen por una desadaptación de impedancia en la línea. Es un parámetro muy importante para conocer la pérdida de la señal en una línea. Para calcular las pérdidas y el rendimiento de la línea hay que conocer el coeficiente K, que es: R.O.E % Pérdidas % Rendimiento 1,0 0,00 100,00 2, 0 11,11 88,89 3, 0 25,00 75,00 4,0 36,00 64,00 5,0 44,44 55,56 6,0 51,02 48,98 7,0 56,25 43,75 8,0 60,49 39,51 9,0 10 66,94 33,06 15 76,56 23,44 20 81,86 18,14 25 85,21 14,79 30 87,57 12,49 35 89,20 10,80 40 90,48 9,52 45 91,49 8,51 50 92,31 7,69 Tabla .- Relación R.O.E. y % de pérdidas y rendimiento. Se desea conectar una línea cuya Z es de 150Ω a una Z de 75Ω. Calcular las pérdidas y el rendimiento de ésta.

17 COAXIAL Un cable coaxial también puede ser visto como una línea bifilar, son dos conductores concéntricos y coaxiales (mismo eje). Su forma característica le confiere un blindaje que evita las interferencias con otros cables y que las señales escapen al exterior. En el campo de la telefonía multicanal se aprovecha varios Mhz, hasta un máximo de 60 Mhz, para enviar múltiples canales por un mismo cable coaxial individual. Estos enlaces pueden ser de larga distancia o entre centrales telefónicas de una misma ciudad.

18 Cable coaxial. US-MIL RGTIPO Impedancia Nominal (W) Diámetro de la Cubierta (Pulg) Atenuación (dB/m) Retraso (ns/pie) RG-174 50.0 0.105 17.5 1.53 RG-58 53.5 0.200 10.0 RG-58A 52.0 11.0 RG-58B RG-58C 0.199 RG-59B 75.0 0.246 6.7 RG-62A 93.0 0.249 5.2 1.20

19 Medidas logarítmicas. El decibelio. dBEs el logaritmo decimal del cociente de dos potencias o dos magnitudes. Expresa su relación en la unidad logarítmica belio, se utiliza la unidad derivada de valor diez veces menor. Relación entre dBm y dBμ (dBμV). dBm: Cuando el valor expresado en vatios es muy pequeño, se usa el miliwatio(mW). Así, a un mW le corresponde o dBm. dBμ: : El dBμ expresa el nivel de señal en decibelios y referido a 0,7746 voltios = 0,7746V es la tensión que aplicada a una impedancia de 600Ω, desarrolla una potencia de 1 mW. Se emplea la referencia de una impedancia de 600Ω por razones históricas. dBi: para antenas isotropicas cuyo diagrama de radiación esférico, irradia igual en todas direcciones. dBd: usado para expresar la ganancia de una antena en referencia a un dipolo de media onda. Su ganancia:

20 Tabla comparativa de MEDIOS DE TRANSMISIÓNTIPOS Ancho de banda Capacidad usada Capacidad máxima Observaciones Cables de pares 250KHz 9.600 bps 10Mbps Interferencias y atenuación Cable coaxial 400 MHz 10 Mbps 800 Mbps Fibra óptica 2Ghz 100 Mbps 2 Gbps Pequeño peso y tamaño. Inmune a ruidos e interferencias Baja atenuación Manipulación difícil Radio enlaces 100MHz 20 Mbps 275 Gbps Complejas instalaciones Guias ondas 50GHz 500 Mbps Corta distancia Láser Baja atenuación Visibilidad directa

21 Fibra Óptica CaracterísticasEl flujo de la información se lleva a cabo por medio de fotones Menos susceptible a la resistencia. Menos susceptible a la interferencia electromagnética. Tres elementos conforman a la transmisión óptica Fuente de luz Medio transmisor Detector

22 Funcionamiento en generalLa fibra consta de tres elementos: núcleo, revestimiento y cubierta A través del núcleo viajan los pulsos de luz refractándose, debido a los distintos índices de refracción del núcleo y la cubierta. La refracción de este rayo se controla mediante el adecuado diseño del cable, así como de los equipos terminales. Para su construcción se pueden usar diversos tipos de cristal; las de mayor calidad son de sílice. Generalmente, un pulso de luz indica un 1 y la ausencia del mismo indica un 0. De acuerdo a la refracción de la luz, las fibras se clasifican en dos grupos: Monomodo y Multimodo.

23 Fibra Multimodo Este tipo de fibra permite que varios rayos de luz estén rebotando dentro del núcleo Si es el caso, se dice que cada rayo tiene un modo diferente, por lo cual se denominan multimodo. La fibra multimodo permite transportar simultáneamente haces de luz sobre numerosos modos o caminos. Dependiendo del índice de refracción podemos distinguir dos tipos de fibra multimodo: Step Index (Indice Escalonado). En estas fibras el núcleo tiene un índice uniforme pero hay un cambio abrupto en el índice de refracción entre el núcleo y el revestimiento. Este tipo de fibras multimodo que está en desuso tiene una alta atenuación, alrededor de 30dB/km las fabricadas en vidrio y 100 dB/km las fabricadas en plástico. Graded Index (Indice  Gradual). En este tipo de fibras el índice de refracción va decreciendo gradualmente desde el centro del núcleo hacia la frontera  del revestimiento lo que reduce la dispersión entre los diferentes modos de propagación. 

24 Fibra Monomodo Una fibra monomodo tiene habitualmente un núcleo de 8 micrones  y una cubierta de 125 micrones de diámetro. La fuente de luz utilizada para las fibras ópticas monomodo es un laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Este laser es generado por un diodo laser semiconductor. La distancia máxima para un enlace de fibra óptica monomodo es de 20km. A medida que se reduce el diámetro del núcleo, la fibra actúa como una guía de ondas, con lo cual la luz solo se propaga en línea recta. A éste tipo de fibra se le conoce como fibra de modo único, o unimodo.

25 Tipos comerciales de fibraMonomodo índice escalonado de vidrio. Trabaja entre los 500 Mhz y 40 Ghz. Para troncales interurbanas. Segmentos de cientos de kilómetros sin repetidor Multimodo índice gradual de vidrio. Trabaja entre los 150 y 2 Ghz. Para troncales urbanas. Segmentos de unas cuantas docenas de kilómetros. Multimodo índice escalón de vidrio. Trabaja entre los 6 Mhz y los 25 Mhz. Para enlaces locales. Segmentos de algunos kms sin repetidor. Plásticas índice gradual o escalón. Trabaja entre los 5 Mhz y 25 Mhz. Para enlaces cortos. Segmentos para unos cuantos metros.

26 Conexiones entre fibrasLas fibras se pueden conectar de tres formas: Por medio de conectores y enchufes: usualmente tienen una pérdida del 20% al 30% de luz. Por medio de empalmes mecánicos: aquí se alinean dos segmentos de fibra de la manera más precisa posible. Un buen empalme usualmente tiene pérdidas del 10% de luz. Por medio de fusión: aquí, se funden dos segmentos de fibra, produciendo un segmento con una gran calidad. A pesar de ello, se pueden llegar a tener algunos reflejos.

27 Tipos de conectores Diversos tipos de conectores ha sido desarrollados para la fibra: 􀂉 Bicónico 􀂉 Duplex SC 􀂉 ST (Straight Tip) 􀂉 SMA 􀂉 Volition VF 45 (3COM) 􀂉 Opti-Jack (PANDUIT)

28 Medios no guiados Radiotransmisión Transmisión por microondas.Infrarrojos Transmisión por ondas de luz, satélites.

29 Medios no guiados Proporcionan un medio de transmitir las señales pero sin confinarlas. Atmósfera, espacio exterior Transmisión inalámbrica Transmisión y recepción mediante antenas Tipos de configuraciones: Direccional - La antena de transmisión emite la energía electromagnética concentrándola en un haz - La antena emisora y receptora deben estar alineadas Omnidireccional - La antena emite en todas las direcciones. - La señal puede ser recibida por varias antenas.

30 Ondas de radio RadiotransmisiónLas ondas de radio son fáciles de generar, viajan grandes distancias, gran inmunidad a los obstáculos, omnidireccionales Las propiedades de las ondas de radio dependen de la frecuencia: A bajas frecuencias, atraviesan bien los obstáculos A altas frecuencias, rebotan en los obstáculos; además, viajan en línea recta. Frecuencias comunes en la Radiotransmisión: VLF/LF: 30 Khz a 300 Khz MF: 300 Khz a 3 Mhz HF: 3 Mhz a 30 Mhz VHF: 30 Mhz a 300 Mhz UHF: 300 Mhz a 3 Ghz SHF: 3 Ghz a 30 Ghz

31 Frecuencias Las bandas VLF, LF y MF (usada en AM) son de baja frecuencia y se propagan bien cerca de la superficie de la tierra. Las bandas Hf y VHF tienen la cualidad de rebotar en la ionosfera, lo cual le da un amplio uso en diversos sistemas de comunicación a larga distancia.

32 Microondas Debido a que las ondas por encima de los 100 Mhz pueden viajan en línea recta, tienen la cualidad de ser enfocadas puntualmente. Los enlaces de microondas constan de antenas bien alineadas para transmitir cierto grupo de ondas en línea recta, comúnmente dentro del rango de 0.8 a 4 Ghz. Las antenas se sitúan a una altura considerable para conseguir mayor separación entre ellas y salvar obstáculos Aplicaciones Servicios de telecomunicación a grande distancia: transmisión de televisión y voz. Enlaces a corta distancia entre edificios.

33 Microondas por satéliteSatélite de comunicaciones Estación que retransmite microondas Enlace entre receptores /transmisores terrestres: estaciones base. Recibe la señal en una banda de frecuencia (canal ascendente) y la retransmite en otra (canaldescendente) Geoestacionario Aplicaciones Difusión de televisión Transmisión telefónica a larga distancia

34 Infrarrojos Se utilizan transmisores/receptores (transceivers) que modulan luz infrarroja no coherente Los transceivers deben estar alineados. No pueden atravesar paredes (a diferencia de las microondas)

35 Resumen Medios de Transmisión

36 Medios de Transmisión Gracias FIN Realizada: 2014-ASM©