sistemas de comunicaciones

1. U N I V E R S I D A D T E C N O L Ó G I C A D E L E S T A D O D E Z A C A T E C A S
U N I D A D A C A D E M I C A D E P I N O S
T E C N O L O G Í A S D E L A I N F O R M A C I Ó N Y C O M U N I C A C I Ó N
TEMA:
SISTEMAS DE COMUNICACION
MATERIA:
APLICACIÓN DE LAS TELECOMUNICACIONES
PROFESOR:
I EN TIC. ELOY CONTRERAS DE LYRA
ALUMNO:
DANIEL TORRES SALAS
CARRERA:
INGENIERIA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN
GRADO Y GRUPO
9° CUATRIMESTRE “A”
PINOS, ZACATECAS. AGOSTO DEL 2015

2. Sistemas de comunicación por Fibra Óptica
Características
La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.
Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y
germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material
similar con un índice de refracción ligeramente menor (plástico). Cuando la luz llega
a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran
parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se
habla entonces de reflexión interna total.
En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en
ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este
modo, se pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.
Funcionamiento
Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la
óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión
interna total) y la ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal
que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando.
Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de
refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al
ángulo límite.

3. Elementos
Transmisores
Los transmisores ópticos más comúnmente utilizados son
dispositivos semiconductores como, por ejemplo, diodos emisores de
luz ([[led|leds o ledes, en plural) y diodos láser. La diferencia entre los diodos led y
el láser es que los led producen una luz incoherente, la cual se dispersa, y el láser
produce una luz coherente, no dispersa. Para su uso en comunicaciones ópticas los
transmisores ópticos semiconductores deben ser diseñados para ser compactos,
eficientes y confiables, mientras se opera en un rango de longitud de onda óptima y
directamente modulada en altas frecuencias.
Receptores
El principal componente de un receptor óptico es una célula fotoeléctrica, que
convierte la luz en electricidad mediante el efecto fotoeléctrico. El fotodetector es
generalmente un fotodiodo basado en semiconductores. Hay varios tipos de
fotodiodos, entre los que se incluyen: fotodiodos PN, fotodiodo PIN y fotodiodos de
avalancha. Los fotodetectores metal-semiconductor-metal (MSM) también se
utilizan debido a su idoneidad para la integración de circuitos regeneradores y
multiplexores de longitud de onda.
Fibra
Una fibra óptica consiste en un núcleo, un revestimiento y un buffer (una capa
exterior de protección). El revestimiento guía la luz a lo largo del núcleo mediante el
método de reflexión interna total. El núcleo y el revestimiento, que tienen un
menor índice de refracción, son generalmente de vidrio de sílice, aunque pueden
ser también de plástico. En la conexión de dos fibras ópticas se realiza el empalme
de fusión o empalme mecánico, y requiere habilidades especiales y la tecnología de
interconexión debido a la precisión microscópica necesaria para alinear los núcleos
de fibra.
Amplificadores
La distancia de transmisión de un sistema de comunicación de fibra óptica ha sido
limitada, tradicionalmente, por la atenuación de la fibra y por la distorsión de la fibra.
Mediante el uso de repetidores opto-electrónicos, estos problemas se han
eliminados. Estos repetidores convierten la señal óptica en una señal eléctrica, y
luego usan un transmisor para enviar la señal de nuevo a una mayor intensidad que
la atenuada recibida. Debido a la alta complejidad con la moderna división de
longitud de onda de multiplexación de señales (como el hecho de que tienen que

4. ser instalados cada pocas decenas de kilómetros) el coste de estos repetidores es
elevado.
Multiplexación por longitud de onda
La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) es la práctica de la
multiplicación de la capacidad disponible de una fibra óptica mediante la adición de
nuevos canales, cada canal en una nueva longitud de onda de la luz. El ancho de
banda de una fibra puede dividirse en 160 canales para apoyar a una velocidad de
bits combinados en la gama del terabit por segundo. Esto requiere un multiplexor de
división de longitud de onda en el equipo de transmisión y un demultiplexor en el
equipo receptor.
Producto ancho de banda-distancia
Debido a que el efecto de la dispersión aumenta con la longitud de la fibra, un
sistema de transmisión de fibra se caracteriza a menudo por el producto de su ancho
de banda por la distancia, a menudo expresado en MHz·km. Este valor, producto
de ancho de banda por distancia, es debido a la relación entre el ancho de banda
de la señal y la distancia que puede ser transportada.
Dispersión
Para la fibra óptica de vidrio moderna, la distancia máxima de transmisión no está
limitada por la absorción de materiales directos, sino por varios tipos de dispersión o
la propagación de pulsos ópticos en su viaje a lo largo de la fibra. La dispersión de
las fibras ópticas es causada por una variedad de factores. Dispersión intermodal,
causada por las diferentes velocidades axiales de diferentes modos transversales,
limitando el rendimiento de la fibra multimodo. Debido a que la fibra monomodo sólo
admite un modo transversal, se elimina la dispersión intermodal.
Tipos de pulido
Los extremos de la fibra necesitan un acabado específico en función de su forma
de conexión. Los acabados más habituales son:
 Plano: Las fibras se terminan de forma plana perpendicular a su eje.
 PC: (Phisical Contact) Las fibras son terminadas de forma convexa, poniendo
en contacto los núcleos de ambas fibras.
 SPC: (Super PC) Similar al PC pero con un acabado más fino. Tiene menos
pérdidas de retorno.
 UPC: (Ultra PC) Similar al anterior pero aún mejor.
 Enhanced UPC: Mejora del anterior para reducir las pérdidas de retorno.

5.  APC: (Angled PC) Similar al UPC pero con el plano de corte ligeramente
inclinado. Proporciona unas pérdidas similares al Enhanced UPC.
Tipos de conectores
Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya
puede ser un transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son muy
variados, entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:
Tipos de conectores de la fibra óptica.
 FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.
 FDDI, se usa para redes de fibra óptica.
 LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.
 SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.
 ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.
Emisores del haz de luz
Estos dispositivos se encargan de convertir la señal eléctrica en señal luminosa,
emitiendo el haz de luz que permite la transmisión de datos, estos emisores pueden
ser de dos tipos:
 LEDs. Utilizan una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta, solo se
puede usar en fibras multimodo, pero su uso es fácil y su tiempo de vida es muy
grande, además de ser económicos.
 Láseres. Este tipo de emisor usa una corriente de 5 a 40 mA, son muy rápidos,
se puede usar con los dos tipos de fibra, monomodo y multimodo, pero por el
contrario su uso es difícil, su tiempo de vida es largo pero menor que el de los
LEDs y también son mucho más costosos.

6. Sistema de Comunicaciones por Satélite y Telefonía Celular
Elementos
Un sistema de comunicaciones por satélite está compuesto por los siguientes
elementos:
1. Satélite. Constituye el punto central de la red y su función es la de establecer
comunicaciones entre los diversos puntos de la zona en la que atiende. En un
sistema puede haber más de un satélite, uno en servicio y otro de reserva (que
puede estar en órbita o en tierra), o bien uno en servicio, otro de reserva en órbita y
un tercero de reserva en tierra. La posición adoptada dependerá de la confiabilidad
que se pretende obtener.
2. Centro de control. Que también se le llama TT&C (tele mediación, telemando y
Control), realiza desde tierra el control del satélite.
3. Estación terrena. Forma el enlace entre el satélite y la red terrestre conectada al
sistema. Un sistema puede operar con algunas decenas o centenas de ellas,
dependiendo de los servicios brindados.
Características
Un satélite de comunicaciones consta de un módulo de servicio, que comprende los
aparatos necesarios para el mantenimiento del satélite en órbita, y un paquete de
telecomunicaciones específico de la misión a cumplir.
Dentro del módulo de servicio se pueden destacar los subsistemas de energía,
estabilización, control de órbita, control térmico, telecontrol y tele medida y
estructura mecánica.
La configuración básica de un sistema de comunicaciones consta de los elementos
siguientes:
Antena de recepción.
Receptor/conversor de banda ancha.
Múltiplex de entrada.
Amplificadores de canal.
Amplificadores de potencia.

7. Multiplex de salida.
Antena de transmisión.
ANTENA DE RECEPCIÓN:
La ganancia de esta antena está en relación con las dimensiones deseadas de la
estación transmisora y el área de cobertura. Si la estación terrena transmisora está
situada en la Península será suficiente con un solo haz de recepción. Una solución
es disponer de una antena en el satélite formada por un reflector circular de diámetro
comprendido entre 1,2 y 2 m que permita cubrir todo o la mayor parte del territorio
peninsular.
RECEPTOR DE BAJO RUIDO Y CONVERSOR:
Dada la distancia a la que se encuentra el satélite, la señal enviada por la estación
se recibe muy débil, por lo que se debe utilizar un receptor cuyo ruido interno sea
muy inferior a la señal recibida con objeto de que la calidad no se deteriore. Las
señales emitidas desde el satélite a tierra utilizan la banda de 12 Ghz, mientras que
la recepción es en la banda de 17 Ghz, por lo que es necesaria una conversión de
frecuencia.
Los problemas que podrían presentarse en el diseño del receptor para satélites de
radiodifusión trabajando en la banda de los 17 Ghz se derivan de la disponibilidad y
factibilidad de los componentes en esta gama de frecuencias. Un solución podría
ser el receptor de doble conversión que evite el uso de etapas de ganancia en 17
Ghz.
MÚLTIPLEX DE ENTRADA:
Se encuentra a continuación de la unidad de recepción. Su función es extraer de la
banda de 400 Mhz, amplificada y trasladada en frecuencia por el receptor, los
canales asignados a nuestro país. Cada una de las salidas del multiplexor será
conectada a un canal formado por una etapa amplificadora y el tubo de potencia.
AMPLIFICADOR DE CANAL:
Forma parte de la unidad de canal precediendo al amplificador de potencia y su
misión es proporcionar parte de la ganancia de la cadena repetidora y el nivel de
ataque que ha de llevar al amplificador de potencia a su punto óptimo de trabajo.
Para realizar ésto, el amplificador de canal lleva incorporado un atenuador, variable
en etapas, telecomandado desde tierra, que permite ajustar el punto de trabajo del
repetidor al valor deseado. Para asegurar una potencia de salida constante, esta
unidad de canal puede estar equipada con un contro automático de nivel.

8. ETAPA DE POTENCIA:
La parte de la cadena repetidora encargada de suministrar la potencia a transmitir
es sin duda la más crítica en la concepción de un sistema vía satélite. Consta de un
amplificador de ondas progresivas (TWT) de elevada potencia y del equipo auxiliar
encargado de suministrar la adecuada alimentación de potencia eléctrica a sus
electrodos.
La potencia transmitida por un satélite está estrechamente relacionada con las
dimensiones de las estaciones terrenas receptoras de los usuarios. Para este tipo
de satélites la potencia requerida es muy elevada.
MULTIPLEXOR DE SALIDA:
El multiplexor de salida es una unidad cuya función es inversa a la realizada por el
multiplexor de entrada, ya que su misión es reunir en una misma salida las señales
procedentes de cada unidad de canal y encaminarlas a la antena emisora. Debe
soportar altas potencias, lo que produce elevadas temperaturas en su interior y debe
presentar bajas pérdidas.
ANTENA DE TRANSMISIÓN:
Debe ser la antena que se
encargue de apuntar hacia la
zona de cobertura a la que se
desea dar servicio. Dadas las
características geográficas en el
caso del territorio español,
Península e Islas Baleares por un
lado, e Islas Canarias por otro, el
satélite de radiodifusión deberá
establecer en transmisión dos
haces que cubran estas dos
zonas por separado, con arreglo
a las dimensiones (anchura de
haz) fijadas por la Conferencia
Administrativa Mundial de
Radiocomunicaciones de 1977.

9. Funcionamiento
Gracias a los satélites, podemos tener acceso a la información de manera rápida,
ya sea mediante señales televisivas, de radio o incluso, conexiones a Internet.
Seguidamente, veremos cómo funcionan los satélites.
Los satélites son utilizados con fines científicos, comerciales, militares y de
entretenimiento, lo que permite a los usuarios acceder a cualquier tipo de servicio
de comunicación, de manera eficiente y veloz.
Los satélites se encargan de
refractar las señales radioeléctricas
en diferentes señales de
frecuencia, como por ejemplo, C,
KU, L, X y Ka. Los satélites se
encuentran ubicados alrededor de
la órbita de la tierra, lo que les
permite re-enviar la información
cuando sea necesario. Por lo
general, se encuentran ubicados a
36000 KM sobre la tierra.

10. Sistemas de comunicación por microondas
Elementos
Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes
fundamentales:
 El Transmisor
 El receptor
 El Canal Aéreo.
El Transmisor es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia
utilizada para transmitir, El Canal Aéreo representa un camino abierto entre el
transmisor y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el encargado de
capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital.
El factor limitante de la propagación de la señal en enlaces microondas es la
distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta distancia
debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que se debe señalar es que en estos
enlaces, el camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima
sobre los obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para
ajustar dichas alturas.
ANTENAS Y TORRES DE MICROONDAS
La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de
repetidoras, las cuales amplifican y re direccionan la señal, es importante destacar
que los obstáculos de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos.
Las siguientes figuras muestran cómo trabaja un repetidor y como se ven los
reflectores pasivos.

11. La señal de microondas transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja
desde el transmisor hasta el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son
causadas por una pérdida de poder dependiente a la distancia, reflexión y refracción
debido a obstáculos y superficies reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.
La siguiente es una lista de frecuencias utilizadas por los sistemas de microondas:
Common Carrier Operational Fixed
2.110 2.130 GHz
1.850 1.990 GHz
2.160 2.180 GHz
2.130 2.150 GHz
3.700 4.200 GHz
2.180 2.200 GHz
5.925 6.425 GHz
2.500 2.690 GHz
10.7 11.700 GHz
6.575 6.875 GHz
12.2 12.700 GHz
Debido al uso de las frecuencias antes mencionadas algunas de las ventajas son:
Antenas relativamente pequeñas son efectivas.

12. A estas frecuencias las ondas de radio se comportan como ondas de luz, por ello la
señal puede ser enfocada utilizando antenas parabólicas y antenas de embudo,
además pueden ser reflejadas con reflectores pasivos.
Otra ventaja es el ancho de banda, que va de 2 a 24 GHz.
Como todo en la vida, el uso de estas frecuencias también posee desventajas:
Las frecuencias son susceptibles a un fenómeno llamado Disminución de
Multicamino (Multipath Fafing), lo que causa profundas disminuciones en el poder
de las señales recibidas.
A estas frecuencias las pérdidas ambientales se transforman en un factor
importante, la absorción de poder causada por la lluvia puede afectar
dramáticamente el Performance del canal.
Sistemas de comunicación por radio frecuencia
Las corrientes eléctricas que oscilan en el RF tienen características especiales no
compartidas cerca corriente directa señales. Una tal característica es la facilidad
con la cual puede ionizar el aire para crear una trayectoria conductora a través del
aire. Esta característica es explotada por las unidades “del material aislador,
como dieléctrico aislador de un condensador. El grado de efecto de estas
características depende de la frecuencia de las señales.
- Frecuencia: cantidad de veces por segundo en que se repite una variación de
corriente o tensión. Se mide en ciclos por segundo, su unidad es el hertzio (Hz).
(kilohertz o kHz son 1000Hz, megahertz o Mhz son 1.000.000 Hz, y gigahertz o
GHz son 1.000.000.000 Hz).
- Potencia: “energía” de emisión. Se mide en watts (W) y sus múltiplos y
submúltiplos.
- Intensidad: del campo eléctrico se mide en voltios por metro (V/m-1), y del campo
magnético en amperios por metro (A/m-1).
Radiocomunicaciones
La Radiocomunicaciones es una forma de telecomunicación que se realiza a través
de ondas de radio u ondas hertzianas, la que a su vez está caracterizada por el
movimiento de los campos eléctricos y campos magnéticos. La comunicación vía
radio se realiza a través del espectro radioeléctrico cuyas propiedades son diversas
dependiendo de su bandas de frecuencia. Así tenemos bandas conocidas
como baja frecuencia, media frecuencia, alta frecuencia, muy alta frecuencia, ultra
alta frecuencia, etc. En cada una de ellas, el comportamiento de las ondas es
diferente.

13. Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones
de televisión, radio, radar y telefonía móvil están incluidos en esta clase de
emisiones de radiofrecuencia.
 Sistemas AM y FM
Amplitud modulada.
En el sistema de modulación de amplitud (AM), la señal (de baja frecuencia) se
superpone a la amplitud de ondas hertzianas portadora (de alta frecuencia), esto se
logra multiplicando las señales.
Frecuencia modulada
En el sistema de modulación de frecuencia (FM), la amplitud de la onda portadora
se mantiene constante, pero la frecuencia varía según la cadencia de las señales
moduladoras. Este sistema permite eliminar parásitos e interferencias, y reproduce
el sonido con mayor fidelidad.

14. Bibliografía
(UPV, 2015)
(Comohacer, 2015)
(Rincogdelvago, 2015)
(BuenasTareas, 2015)
(Wikipedia, 2015)