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U N I V E R S I D AD T E C N O L Ó G I C A D E L E S T AD O D E Z AC A T E C A S
U N I D AD AC A D E M I C A D E P I N O S
T E C N O L O G Í AS D E L A I N F O R M AC I Ó N Y C O M U N I C A C I Ó N
INGENIERIA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN
UNIDAD III
APLICACIÓN DE TELECOMUNICACIONES
ING. ELOY CONTRERAS DE LIRA
LIZBETH MARTINEZ DAVILA.
MÓNICA DE LOS ÁNGELES RAMÍREZ MORENO
9NO CUATRIMESTRE “A”
PINOS, ZACATECAS A. 14 de agosto de 2015
Sistemas de comunicación por fibra óptica.
Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales
naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y
300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente
pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento
vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.
Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre
convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como
sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes
geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por
compañías telefónicas).
Fabricación de la Fibra Óptica
Las imágenes aquí muestran cómo se fabrica la fibra monomodo. Cada etapa
de fabricación esta ilustrada por una corta secuencia filmada.
La primera etapa consiste en el ensamblado de un tubo y de una barra de
vidrio cilíndrico montados concéntricamente. Se calienta el todo para asegurar
la homogeneidad de la barra de vidrio.
Una barra de vidrio de una longitud de 1 m y de un diámetro de 10 cm permite
obtener por estiramiento una fibra monomodo de una longitud de alrededor de
150 km.
Cómo funciona la Fibra Óptica
En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se
encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en
luminosa, por ello se le considera el componente activo de este proceso. Una
vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro
extremo del circuito se encuentra un tercer componente al que se le denomina
detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal
luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema
básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada,
amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo
), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor,
amplificador y señal de salida.
En resumen, se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra óptica
funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el
transmisor de LED’S (diodos emisores de luz) y láser.
Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para la
transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar
rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño
tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para
manejarlos son características atractivas.
Componentes de la Fibra Óptica
El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico - en el cual se propagan las
ondas ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la
fibra monomodo.
La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero
con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.
El revestimiento de protección: por lo general está fabricado en plástico y
asegura la protección mecánica de la fibra.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Tipos de Fibra Óptica:
Fibra Monomodo:
Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad
de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100
GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la
más compleja de implantar. El dibujo muestra que sólo pueden ser transmitidos
los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se
ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz
luminoso, único). Son fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo
orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que
transmiten, es decir, de unos 5 a 8 m. Si el núcleo está constituido de un
material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces
se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se
pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo, ya
que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan
dificultades de conexión que aún se dominan mal.
Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual:
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso
que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice
de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se
desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran
enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras
permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a
través del núcleo de la fibra.
La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tamaño 62,5/125 m
(diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) está normalizado, pero se pueden
encontrar otros tipos de fibras:
Multimodo de índice escalonado 100/140 mm.
Multimodo de índice de gradiente gradual 50/125 m m.
Fibra Multimodo de índice escalonado:
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio,
con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km.
Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas
fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de
refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde
el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de
ahí su nombre de índice escalonado.
CARACTERÍSTICAS DE LA FIBRA ÓPTICA
Características Generales:
Coberturas más resistentes:
La cubierta especial es extruida a alta presión directamente sobre el mismo
núcleo del cable, resultando en que la superficie interna de la cubierta del cable
tenga arista helicoidal que se aseguran con los subcables.
La cubierta contiene 25% más material que las cubiertas convencionales.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Uso Dual (interior y exterior):
La resistencia al agua, hongos y emisiones ultra violeta; la cubierta resistente;
buffer de 900 µm; fibras ópticas probadas bajo 100 kpsi; y funcionamiento
ambiental extendida; contribuyen a una mayor confiabilidad durante
el tiempo de vida.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Mayor protección en lugares húmedos:
En cables de tubo holgado rellenos de gel, el gel dentro de la cubierta se
asienta dejando canales que permitan que el agua migre hacia los puntos de
terminación. El agua puede acumularse en pequeñas piscinas en los vacíos, y
cuando la delicada fibra óptica es expuesta, la vida útil es recortada por los
efectos dañinos del agua en contacto. combaten la intrusión de humedad con
múltiples capas de protección alrededor de la fibra óptica. El resultado es una
mayor vida útil, mayor confiabilidad especialmente ambientes húmedos.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Protección Anti-inflamable:
Los nuevos avances en protección anti-inflamable hacen que disminuya
el riesgo que suponen las instalaciones antiguas de Fibra Óptica que contenían
cubiertas de material inflamable y relleno de gel que también es inflamable.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
Estos materiales no pueden cumplir con los requerimientos de las normas de
instalación, presentan un riesgo adicional, y pueden además crear un reto
costoso y difícil en la restauración después de un incendio. Con los nuevos
avances en este campo y en el diseño de estos cables se eliminan estos
riesgos y se cumple con las normas de instalación.
Empaquetado de alta densidad:
Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se consigue una
más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar dobleces
agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a conseguir un cable con 72 fibras
de construcción súper densa cuyo diámetro es un 50% menor al de los cables
convencionales.
Características Técnicas:
La fibra es un medio de transmisión de información analógica o digital. Las
ondas electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.
Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la
cual se efectúa la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al
núcleo y coaxial con él, totalmente necesaria para que se produzca el
mecanismo de propagación, y que se denomina envoltura o revestimiento.
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende
de tres características fundamentales:
a) Del diseño geométrico de la fibra.
b) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración. (Diseño
óptico)
c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta
anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar"
Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. Un cable
de 10 fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm. Y proporciona la
misma o más información que un coaxial de 10 tubos.
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos,
redundando en su facilidad de instalación.
El satélite tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente
a temperatura, pues funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento
uniforme desde -550 C a +125C sin degradación de sus características.
Características Mecánicas:
La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado
por agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas de
tracción que permitan su utilización directa.
Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la
intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo.
La investigación sobre componentes optoelectrónicos y fibras ópticas ha traído
consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas.
Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de
proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su
sensibilidad a la curvatura y microcurvatura, la resistencia mecánica y las
características de envejecimiento.
Las microcurvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de:
Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que
rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa o formen
microcurvaturas.
Compresión: es el esfuerzo transversal.
Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico.
Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura pero, la
existencia del forro impide que se sobrepase.
Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción.
Limitaciones Térmicas: estas limitaciones difieren en alto grado según se
trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos.
Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las
variaciones de la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a
diseños calculados a veces para mejorar otras propiedades, como la
resistencia mecánica, la calidad de empalme, el coeficiente de relleno (número
de fibras por mm2) o el costo de producción.
Diagrmas
La fibra óptica se utiliza de laser su representación es la siguiente:
También se utiliza de sensor de temperatura
Microondas
La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o
voz a través de radiofrecuencias con longitudes de onda en la región de
frecuencias de microondas.
Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas
frecuencias van desde los 500 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por
consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias,
tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de
“microondas“. Así por ejemplo la longitud de una señal de microondas de 100
GHz es de 0.3 cm., mientras que la señal de 100 MHz, como las de banda
comercial de FM, tiene una longitud de 3 metros. Las longitudes de las
frecuencias de microondas van de 1 a 60 cm., un poco mayores a la energía
infrarroja.
COMUNICACIÓN VÍA MICROONDAS
Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes
fundamentales: El Transmisor, El receptor y 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 redireccionan 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.
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.
 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.
 Ora 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.
COMUNICACIÓN POR SATÉLITE
Básicamente, los enlaces satelitales son iguales a los de microondas excepto
que uno de los extremos de la conexión se encuentra en el espacio, como se
había mencionado un factor limitante para la comunicación microondas es que
tiene que existir una línea recta entre los dos puntos pero como la tierra es
esférica esta línea se ve limitada en tamaño entonces, colocando sea el
receptor o el transmisor en el espacio se cubre un área más grande de
superficie.
El siguiente gráfico muestra un diagrama sencillo de un enlace vía satélite,
nótese que los términos UPLINK y DOWNLINK aparecen en la figura, el
primero se refiere al enlace de la tierra al satélite y la segunda del satélite a la
tierra.
Las comunicaciones vía satélite poseen numerosas ventajas sobre las
comunicaciones terrestres, la siguiente es una lista de algunas de estas
ventajas:
 El costo de un satélite es independiente a la distancia que valla a cubrir.
 La comunicación entre dos estaciones terrestres no necesita de un gran
número de repetidoras puesto que solo se utiliza un satélite.
 Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola señal de satélite, sin tener
que preocuparse en gran medida del problema de los obstáculos.
 Grandes cantidades de ancho de bandas están disponibles en los circuitos
satelitales generando mayores velocidades en la transmisión de voz, data y
vídeo sin hacer uso de un costoso enlace telefónico.
Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son:
 El retardo entre el UPLINK y el DOWNLINK está alrededor de un cuarto de
segundo, o de medio segundo para una señal de eco.
 La absorción por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda.
 Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que afectan las
comunicaciones de voz, por lo cual son generalmente evitadas.
Los satélites de comunicación están frecuentemente ubicados en lo que
llamamos Orbitas Geosincronizadas, lo que significa que el satélite circulará la
tierra a la misma velocidad en que está rota lo que lo hace parecer inmóvil
desde la tierra. Una ventaja de esto es que el satélite siempre está a la
disposición para su uso. Un satélite para estar en este tipo de órbitas debe ser
posicionado a 13.937,5 Kms. de altura, con lo que es posible cubrir a toda la
tierra utilizando solo tres satélites como lo muestra la figura.
Un satélite no puede retransmitir una señal a la misma frecuencia a la que es
recibida, si esto ocurriese el satélite interferiría con la señal de la estación
terrestre, por esto el satélite tiene que convertir la señal recibida de una
frecuencia a otra antes de retransmitirla, para hacer esto lo hacemos con algo
llamado "Transponders". La siguiente imagen muestra como es el proceso.
Al igual que los enlaces de microondas las señales transmitidas vía satélites
son también degradadas por la distancia y las condiciones atmosféricas.
Otro punto que cabe destacar es que existen satélites que se encargan de
regenerar la señal recibida antes de retransmitirla, pero estos solo pueden ser
utilizados para señales digitales, mientras que los satélites que no lo hacen
pueden trabajar con ambos tipos de señales (Análogas y Digitales).
1. MICROONDAS
Se denomina así la porción del espectro electromagnético que cubre las
frecuencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que
corresponde a la longitud de onda en vacío entre 10 cm. y 1mm.
La propiedad fundamental que caracteriza a este rango de frecuencia es que el
rango de ondas correspondientes es comparable con la dimensión físicas de
los sistemas de laboratorio; debido a esta peculiaridad, las m. Exigen un
tratamiento particular que no es extrapolable de ninguno de los métodos de
trabajo utilizados en los márgenes de frecuencias con que limita. Estos dos
límites lo constituyen la radiofrecuencia y el infrarrojo lejano. En radiofrecuencia
son útiles los conceptos de circuitos con parámetros localizados, debido a que,
en general, las longitudes de onda son mucho mayores que las longitudes de
los dispositivos, pudiendo así, hablarse de autoinducciones, capacidades,
resistencias, etc., debido que no es preciso tener en cuenta la propagación
efectiva de la onda en dicho elemento; por el contrario, en las frecuencias
superiores a las de m. son aplicables los métodos de tipo OPTICO, debido a
que las longitudes de onda comienzan a ser despreciables frente a las
dimensiones de los dispositivos.
VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS
CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA
 Volumen de inversión generalmente más reducido.
 Instalación más rápida y sencilla.
 Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.
 Puede superarse las irregularidades del terreno.
 La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto que las características del
medio de transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de
trabajo.
 Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de
las torres.
DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS
COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA
 Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.
 Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay
que disponer de energía y acondicionamiento para los equipos y servicios de
conservación. Se han hecho ensayos para utilizar generadores autónomos y
baterías de células solares.
 La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los
sistemas por cable
 Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y
desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo
auxiliar requerida, supone un importante problema en diseño.
ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR MOCROONDAS
EQUIPOS
Un radioenlace está constituido por equipos terminales y repetidores
intermedios. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad
impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al
horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama vano.
Los repetidores pueden ser:
 Activos
 Pasivos
En los repetidores pasivos o reflectores.
 No hay ganancia
 Se limitan a cambiar la dirección del haz radielectrónico.
PLANES DE FRECUENCIA - ANCHO DE BANDA EN UN RADIOENLACE
POR MICROONDAS
En una estación terminal se requieran dos frecuencias por radiocanal.
 Frecuencia de emisión
 Frecuencia de recepción
Es una estación repetidora que tiene como mínimo una antena por cada
dirección, es absolutamente necesario que las frecuencias de emisión y
recepción estén suficientemente separadas, debido a:
La gran diferencia entre los niveles de las señales emitida y recibida, que
puede ser de 60 a 90 dB.
La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisión.
La directividad insuficiente de las antenas sobre todas las ondas métricas.
Por consiguiente en ondas métricas (30-300 Mhz) y decimétricas (300 Mhz - 3
Ghz), conviene utilizar cuatro frecuencias (plan de 4 frecuencias).
En ondas centimétricas, la directividad es mayor y puede emplearse un plan de
2 frecuencias.
Plan de 4 Frecuencias
Plan de 2 Frecuencias
Características.
 Frecuencias muy altas de 3 GHz a 100 GHz.
 Longitud de onda muy pequeña.
 Antenas parabólicas.
 Receptor y transmisor en línea visual.
 A 100m de altura se alcanzan unos 80 Km sin repetidores.
 Rebot
 en en los metales (radar).
Funcionamiento
Las torres de microondas terrestres son parte de una amplia red de estructuras
que proporcionan comunicación inalámbrica y fija a usuarios de todo el mundo.
Estas torres funcionan con satélites para retransmitir las señales de
comunicación digital.
Mediante un enlace de microondas podemos conectar puntos distantes
transportando canales dedicados de internet banda ancha desde las torres de
conexión de Internexa hasta sus oficinas, o simplemente conectar redes
privadas de comunicaciones entre los centros de operaciones de su empresa.
Las etapas de comunicación son:
1. Cuando el usuario final accede a un navegador de Internet
instalado en su computadora y solicita alguna información o teclea una
dirección electrónica, se genera una señal digital que es enviada a
través de la tarjeta de red hacia el módem.
2. El módem especial convierte la señal digital a formato analógico
(la modula) y la envía por medio de un cable coaxial a la antena.
3. La antena se encarga de radiar, en el espacio libre, la señal en
forma de ondas electromagnéticas (microondas).
4. Las ondas electromagnéticas son captadas por la radio base de la
empresa que le brinda el servicio, esta radio base a su vez la envía
hacia el nodo central por medio de un cable generalmente de fibra
óptica o de otra radio de gran capacidad para conexiones punto a punto
en bandas de frecuencia disponibles (6GHz, 13GHz, 15GHz, 18GHz,
23GHz, 26GHz o 38GHz).
5. El nodo central valida el acceso del cliente a la red, y realiza otras
acciones como facturación del cliente y monitoreo del desempeño del
sistema.
6. Finalmente el nodo central dirige la solicitud hacia Internet y una
vez que localiza la información se envía la señal de regreso a la
computadora del cliente. Este proceso se lleva a cabo en fracciones de
segundo.
RADIO FRECUENCIA
Es una onda electromagnética generada por un circuito electrónico que
transporta una información con una frecuencia, en un medio a una velocidad y
con una potencia.
Denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos
energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3kHz y unos
300 GHz, son usados extensamente en las comunicaciones.
El hercio es la unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde
a un ciclo por segundo. Las ondas electromagnéticas de esta región del
espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un
generador a una antena.
Objetivos
 Expandir una red
 Movilidad de equipos
 Crear una nueva red
 Instalación de red en áreas poco accesibles para cablear
 Colocación de LAN temporal
 Enlace entre edificios
BENEFICIOS
 Movilidad de equipos.
 Flexibilidad.
 Reubicación de equipos sin modificar cableado de red.
 Crear una nueva red.
 Agregar más nodos a una red existente.
 Fácil y rápida instalación.
 Evita obras para tirar cableado por muros.
Mientras más alta sea la frecuencia de la corriente que proporcione un
oscilador, más lejos viajará por el espacio la onda de radio que parte de la
antena transmisora, aunque su alcance máximo también depende de la
potencia de salida en watt que tenga el transmisor.
Muchas estaciones locales de radio comercial de todo el mundo aún utilizan
ondas portadoras de frecuencia media, comprendidas entre 500 y 1 700
kilociclos por segundo o kilo Hertz (kHz), para transmitir su programación
diaria.
La banda de frecuencia, comprendida dentro de la banda MF (Frecuencias
Medias), se conoce como OM (Onda Media) o MW (Medium Wave). Sus
longitudes de onda se miden en metros, partiendo desde los 1 000 m y
disminuyendo progresivamente hasta llegar a los 100 m. Por tanto, como se
podrá apreciar, la longitud de onda disminuye a medida que aumenta la
frecuencia.
Dentro del espectro electromagnético de las ondas de radiofrecuencia se
incluye también la frecuencia modulada (FM) y las ondas de televisión, que
ocupan las bandas de VHF (Frecuencias Muy Altas) y UHF (Frecuencias Ultra
Alta). Dentro de la banda de UHF funcionan también los teléfonos móviles o
celulares, los receptores GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y las
comunicaciones espaciales. A continuación de la UHF se encuentran las
bandas SHF (Frecuencias Superaltas) y EHF (Frecuencias Extremadamente
Altas). En la banda SHF funcionan los satélites de comunicación, radares,
enlaces por microonda y los hornos domésticos de microondas. En la banda
EHF funcionan también las señales de radares y equipos de radionavegación.
SALTOS DE FRECUENCIA
 La información se transmite brincando de manera aleatoria en intervalos
de tiempo fijos, llamados “chips”, de un canal de frecuencia a otro en la
banda total.
 Aquel receptor sincronizado con el transmisor y tenga exactamente el
mismo código de salto podrá brincar a las frecuencias correspondientes
y extraer la información.
 Menor inmunidad al ruido.
 Mayor alcance, menor velocidad.
 Difícil de detectar
 Básicamente imposibles de interferir.
Satélite
Es una nave espacial que se desplaza en una órbita terrestre. La definición de
satélite puede ser un poco amplia: cualquier objeto, natural o artificial, que
orbite o circule alrededor de otro más grande. Las órbitas son las trayectorias
que describen los satélites alrededor del planeta tierra. Hay satélites artificiales
y naturales. Ambos tienen una masa menor con respecto a la masa de la tierra.
Un satélite puede dividirse en dos partes fundamentales para su operación: el
conjunto de equipos y antenas que procesan las señales de comunicación de
los usuarios como función substancial, denominado carga útil o de
comunicaciones, y la estructura de soporte con los elementos de apoyo a dicha
función, denominada plataforma.
La carga útil tiene el amplio campo de acción de la cobertura de la huella del
satélite y del empleo de las ondas de radio en una extensa gama de
frecuencias que constituyen la capacidad de comunicación al servicio de los
usuarios, en tanto que la acción de los elementos de la plataforma no se
extiende fuera de los límites del propio satélite, salvo en la comunicación con el
centro de control
Ventajas:
• El tiempo de propagación de la señal es bajo Proporciona cobertura
mundial
Inconvenientes:
• Es necesario corregir continuamente la órbita debido al efecto de la
atmósfera,
• Son necesarios muchos satélites parea cubrir el globo terrestre.
• Características:
Las orbitas leo son orbitas de baja altura y por ello mejora la calidad de
la señal y reduce el retardo de transmisión. Generalmente estas orbitas
son usadas por compañías de telefonía móvil y de comunicación de
datos, como las constelaciones orbcomm, iridium y globalstar. Al ser de
tan baja altura, las huellas son muy cortas, por lo que son necesarios
muchos satélites para cubrir la tierra entera en aplicaciones en tiempo
real.
TIPO DE SATELITE
Satélites Geoestacionarios (GEO)
Tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra,
lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo
terrestre. Por eso se llaman satélites geoestacionarios. Para que la Tierra y el
satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a
una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. Se destinan a emisiones de
televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, y a la
detección y difusión de datos meteorológicos.
Las órbitas geoestacionarias son muy útiles para los satélites de
telecomunicaciones. Permaneciendo suspendido y quieto entre dos
continentes, un satélite puede actuar de puente radio para comunicaciones
telefónicas, para transmisiones dadas o para la difusión mundial de señales de
televisión.
Hoy en día es importante tener satélites como medios de enlaces entre dos
puntos de comunicación ya que la distancia no es excusa para estar
incomunicado; todo esto por la misma tendencia natural de los seres humanos
del dinamismo, por la necesidad de estar físicamente en varios sitios del
mundo y poder rendir cuentas o estar comunicado con otras persona en un sitio
totalmente lejano.
Los satélites tienen una gran influencia en nuestras vidas, ya sea que estemos
haciendo referencia a los naturales como a los artificiales. En este último caso
sin lugar a dudas veremos una gran cantidad de nuevas variantes en el futuro
que servirán para mejorar significativamente nuestra calidad de vida.
La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está
formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía
móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha
red.
FUNCIONAMIENTO
 La comunicación telefónica es posible gracias a la interconexión entre
centrales móviles y públicas.
 Según las bandas o frecuencias en las que opera el móvil, podrá
funcionar en una parte u otra del mundo.
 La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones
transmisoras-receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y
una serie de centrales telefónicas de conmutación de 1er y 5º nivel
(MSC y BSC respectivamente), que posibilita la comunicación entre
terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales
portátiles y teléfonos de la red fija tradicional.
TELEFONÍAS CELULARES ACTUALES
 TRANSMISION ANALOGA
Onda radial por la cual se transmite, es una señal frágil, transmitida a
baja potencia. La llamada es convertida en impulsos eléctricos que
viajan en forma de ondas de radio "Análogas" al sonido de la voz
original.
 TRANSMISION DIGITAL
Toma las señales análogas (sonidos), y las traduce a códigos binarios
que pueden ser transmitidos a alta velocidad, para después ser
reconvertidos en el sonido de la voz original.
CÓMO FUNCIONAN LOS TELÉFONOS CELULARES
• Señal de radio
La señal de radio existe dentro del espectro electromagnético y sirven
como un medio para llevar información de un lugar otro.
• Qué es un dBm
Para las mediciones de intensidad de señal en los sistemas de teléfono
celular, se utiliza la unidad de medición dBm, que sirve de las
mediciones de decibel.
dBm= 10 log ( Potencia(W)/1mW).
• MODULACION
 Modulacion Analógica
Variación continúa de amplitud, frecuencia o fase. Las 2 formas más
comunes de modulación en analógica son:
Modulación de Amplitud (AM)
Modulación de frecuencias (FM)
 Modulación Digital
Son variaciones que toman en forma discreta los cambios en pasos,
niveles o pulsos de la señal original
Interferencia por Canal Adyacente
Si 2 frecuencias están siendo transmitidas en un mismo lugar existe
interferencia por canal adyacente. En la figura siguiente, se nota que la
intersección de las 2 frecuencias tiene interferencia.
Sistema de telefonía celular básica
Un sistema de telefonía celular básico consiste de 3 partes: Una unidad
móvil, una estación base y una central de conmutación y control.
Elementos de un radio enlace
El radio enlace es el medio por el cual una información puede ser
enviada de un lugar a otro, sin la necesidad de una conexión por cable.
 TRANSMISOR: Cuando la información ingresa al transmisor genera una
energía de radiofrecuencia (RF) como una onda portadora a una
frecuencia deseada, y modula la información en la onda portadora así
puede ser transportada a el receptor.
 ANTENAS: El propósito de las antenas es convertir la energía de
radiofrecuencia en energía electromagnética (EM) que será irradiada
por el espacio.
 RECEPTOR: Es el acto de recibir con un filtro que extrae solamente la
señal de frecuencia deseada mientras ignora las señales de frecuencia
indeseadas.
Evolución y convergencia tecnológica
Creación del primer teléfono celular
1973 – El Dr. Martin Cooper es considerado el inventor del primer teléfono
portátil. Considerado como "el padre de la telefonía celular"; siendo gerente
general de sistemas de Motorola realizó una llamada a sus competidores de
AT&T desde su teléfono celular, transformándose en la primera persona en
hacerlo.
Evolución de teléfonos celulares.
Biografía
http://www.monografias.com/trabajos13/fibropt/fibropt.shtml#QUEES#ixzz3ik1v
VnUN
PDF Tópicos selectos de fibra óptica: presenta Hinojosa Gómez Luis Carlos de
la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
http://html.rincondelvago.com/dispositivos-de-microondas.html
http://redesmicrondas.blogspot.mx/
http://html.rincondelvago.com/sistemas-de-telefonia-movil.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Telecomunicación
www.xatakaon.com/.../sistemas-de-comunicaciones-moviles-de-la-tercera...
PDF infotelecommil.webcindario.com/.../Sistemas%20de%20Comunicaciones
www.fao.org/docrep/006/w9633s/w9633s08.htm
https://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaciones_por_satélite
www.monografias.com › Tecnologia
https://www.aerocivil.gov.co/.../Anexo%2002-Sistema%20de%20Recepc
serbal.pntic.mec.es/.../radiocomunicaciones/.../1%20Radiofrecuencia.pdf
html.rincondelvago.com/sistemas-de-comunicacion-a-distancia.html
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  • 1. U N I V E R S I D AD T E C N O L Ó G I C A D E L E S T AD O D E Z AC A T E C A S U N I D AD AC A D E M I C A D E P I N O S T E C N O L O G Í AS D E L A I N F O R M AC I Ó N Y C O M U N I C A C I Ó N INGENIERIA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN SISTEMAS DE COMUNICACIÓN UNIDAD III APLICACIÓN DE TELECOMUNICACIONES ING. ELOY CONTRERAS DE LIRA LIZBETH MARTINEZ DAVILA. MÓNICA DE LOS ÁNGELES RAMÍREZ MORENO 9NO CUATRIMESTRE “A” PINOS, ZACATECAS A. 14 de agosto de 2015
  • 2. Sistemas de comunicación por fibra óptica. Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción. Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas). Fabricación de la Fibra Óptica Las imágenes aquí muestran cómo se fabrica la fibra monomodo. Cada etapa de fabricación esta ilustrada por una corta secuencia filmada. La primera etapa consiste en el ensamblado de un tubo y de una barra de vidrio cilíndrico montados concéntricamente. Se calienta el todo para asegurar la homogeneidad de la barra de vidrio. Una barra de vidrio de una longitud de 1 m y de un diámetro de 10 cm permite obtener por estiramiento una fibra monomodo de una longitud de alrededor de 150 km. Cómo funciona la Fibra Óptica En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en luminosa, por ello se le considera el componente activo de este proceso. Una vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro
  • 3. extremo del circuito se encuentra un tercer componente al que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada, amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo ), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor, amplificador y señal de salida. En resumen, se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el transmisor de LED’S (diodos emisores de luz) y láser. Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para la transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para manejarlos son características atractivas. Componentes de la Fibra Óptica El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico - en el cual se propagan las ondas ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo. La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo. El revestimiento de protección: por lo general está fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Tipos de Fibra Óptica: Fibra Monomodo: Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. El dibujo muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz
  • 4. luminoso, único). Son fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8 m. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se dominan mal. Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual: Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra. La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tamaño 62,5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) está normalizado, pero se pueden encontrar otros tipos de fibras: Multimodo de índice escalonado 100/140 mm. Multimodo de índice de gradiente gradual 50/125 m m.
  • 5. Fibra Multimodo de índice escalonado: Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado. CARACTERÍSTICAS DE LA FIBRA ÓPTICA Características Generales: Coberturas más resistentes: La cubierta especial es extruida a alta presión directamente sobre el mismo núcleo del cable, resultando en que la superficie interna de la cubierta del cable tenga arista helicoidal que se aseguran con los subcables. La cubierta contiene 25% más material que las cubiertas convencionales. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Uso Dual (interior y exterior): La resistencia al agua, hongos y emisiones ultra violeta; la cubierta resistente; buffer de 900 µm; fibras ópticas probadas bajo 100 kpsi; y funcionamiento
  • 6. ambiental extendida; contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Mayor protección en lugares húmedos: En cables de tubo holgado rellenos de gel, el gel dentro de la cubierta se asienta dejando canales que permitan que el agua migre hacia los puntos de terminación. El agua puede acumularse en pequeñas piscinas en los vacíos, y cuando la delicada fibra óptica es expuesta, la vida útil es recortada por los efectos dañinos del agua en contacto. combaten la intrusión de humedad con múltiples capas de protección alrededor de la fibra óptica. El resultado es una mayor vida útil, mayor confiabilidad especialmente ambientes húmedos. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Protección Anti-inflamable: Los nuevos avances en protección anti-inflamable hacen que disminuya el riesgo que suponen las instalaciones antiguas de Fibra Óptica que contenían cubiertas de material inflamable y relleno de gel que también es inflamable. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Estos materiales no pueden cumplir con los requerimientos de las normas de instalación, presentan un riesgo adicional, y pueden además crear un reto costoso y difícil en la restauración después de un incendio. Con los nuevos avances en este campo y en el diseño de estos cables se eliminan estos riesgos y se cumple con las normas de instalación. Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa cuyo diámetro es un 50% menor al de los cables convencionales. Características Técnicas: La fibra es un medio de transmisión de información analógica o digital. Las ondas electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz. Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se efectúa la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al
  • 7. núcleo y coaxial con él, totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que se denomina envoltura o revestimiento. La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres características fundamentales: a) Del diseño geométrico de la fibra. b) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración. (Diseño óptico) c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. Un cable de 10 fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm. Y proporciona la misma o más información que un coaxial de 10 tubos. El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, redundando en su facilidad de instalación. El satélite tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura, pues funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento uniforme desde -550 C a +125C sin degradación de sus características. Características Mecánicas: La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado por agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas de tracción que permitan su utilización directa. Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo. La investigación sobre componentes optoelectrónicos y fibras ópticas ha traído consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y microcurvatura, la resistencia mecánica y las características de envejecimiento. Las microcurvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de: Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que rebasen el porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa o formen microcurvaturas.
  • 8. Compresión: es el esfuerzo transversal. Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico. Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura pero, la existencia del forro impide que se sobrepase. Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción. Limitaciones Térmicas: estas limitaciones difieren en alto grado según se trate de fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos. Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a diseños calculados a veces para mejorar otras propiedades, como la resistencia mecánica, la calidad de empalme, el coeficiente de relleno (número de fibras por mm2) o el costo de producción. Diagrmas
  • 9.
  • 10. La fibra óptica se utiliza de laser su representación es la siguiente:
  • 11. También se utiliza de sensor de temperatura Microondas La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o voz a través de radiofrecuencias con longitudes de onda en la región de frecuencias de microondas. Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 500 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “microondas“. Así por ejemplo la longitud de una señal de microondas de 100 GHz es de 0.3 cm., mientras que la señal de 100 MHz, como las de banda comercial de FM, tiene una longitud de 3 metros. Las longitudes de las
  • 12. frecuencias de microondas van de 1 a 60 cm., un poco mayores a la energía infrarroja. COMUNICACIÓN VÍA MICROONDAS Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: El Transmisor, El receptor y 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 redireccionan 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.
  • 13. 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
  • 14. 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.  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.  Ora 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. COMUNICACIÓN POR SATÉLITE Básicamente, los enlaces satelitales son iguales a los de microondas excepto que uno de los extremos de la conexión se encuentra en el espacio, como se había mencionado un factor limitante para la comunicación microondas es que tiene que existir una línea recta entre los dos puntos pero como la tierra es esférica esta línea se ve limitada en tamaño entonces, colocando sea el receptor o el transmisor en el espacio se cubre un área más grande de superficie. El siguiente gráfico muestra un diagrama sencillo de un enlace vía satélite, nótese que los términos UPLINK y DOWNLINK aparecen en la figura, el primero se refiere al enlace de la tierra al satélite y la segunda del satélite a la tierra.
  • 15. Las comunicaciones vía satélite poseen numerosas ventajas sobre las comunicaciones terrestres, la siguiente es una lista de algunas de estas ventajas:  El costo de un satélite es independiente a la distancia que valla a cubrir.  La comunicación entre dos estaciones terrestres no necesita de un gran número de repetidoras puesto que solo se utiliza un satélite.  Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola señal de satélite, sin tener que preocuparse en gran medida del problema de los obstáculos.  Grandes cantidades de ancho de bandas están disponibles en los circuitos satelitales generando mayores velocidades en la transmisión de voz, data y vídeo sin hacer uso de un costoso enlace telefónico. Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son:  El retardo entre el UPLINK y el DOWNLINK está alrededor de un cuarto de segundo, o de medio segundo para una señal de eco.  La absorción por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda.  Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que afectan las comunicaciones de voz, por lo cual son generalmente evitadas. Los satélites de comunicación están frecuentemente ubicados en lo que llamamos Orbitas Geosincronizadas, lo que significa que el satélite circulará la tierra a la misma velocidad en que está rota lo que lo hace parecer inmóvil desde la tierra. Una ventaja de esto es que el satélite siempre está a la disposición para su uso. Un satélite para estar en este tipo de órbitas debe ser
  • 16. posicionado a 13.937,5 Kms. de altura, con lo que es posible cubrir a toda la tierra utilizando solo tres satélites como lo muestra la figura. Un satélite no puede retransmitir una señal a la misma frecuencia a la que es recibida, si esto ocurriese el satélite interferiría con la señal de la estación terrestre, por esto el satélite tiene que convertir la señal recibida de una frecuencia a otra antes de retransmitirla, para hacer esto lo hacemos con algo llamado "Transponders". La siguiente imagen muestra como es el proceso. Al igual que los enlaces de microondas las señales transmitidas vía satélites son también degradadas por la distancia y las condiciones atmosféricas. Otro punto que cabe destacar es que existen satélites que se encargan de regenerar la señal recibida antes de retransmitirla, pero estos solo pueden ser utilizados para señales digitales, mientras que los satélites que no lo hacen pueden trabajar con ambos tipos de señales (Análogas y Digitales). 1. MICROONDAS Se denomina así la porción del espectro electromagnético que cubre las frecuencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que corresponde a la longitud de onda en vacío entre 10 cm. y 1mm. La propiedad fundamental que caracteriza a este rango de frecuencia es que el rango de ondas correspondientes es comparable con la dimensión físicas de los sistemas de laboratorio; debido a esta peculiaridad, las m. Exigen un
  • 17. tratamiento particular que no es extrapolable de ninguno de los métodos de trabajo utilizados en los márgenes de frecuencias con que limita. Estos dos límites lo constituyen la radiofrecuencia y el infrarrojo lejano. En radiofrecuencia son útiles los conceptos de circuitos con parámetros localizados, debido a que, en general, las longitudes de onda son mucho mayores que las longitudes de los dispositivos, pudiendo así, hablarse de autoinducciones, capacidades, resistencias, etc., debido que no es preciso tener en cuenta la propagación efectiva de la onda en dicho elemento; por el contrario, en las frecuencias superiores a las de m. son aplicables los métodos de tipo OPTICO, debido a que las longitudes de onda comienzan a ser despreciables frente a las dimensiones de los dispositivos. VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA  Volumen de inversión generalmente más reducido.  Instalación más rápida y sencilla.  Conservación generalmente más económica y de actuación rápida.  Puede superarse las irregularidades del terreno.  La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto que las características del medio de transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.  Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de las torres. DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA  Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces.  Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay que disponer de energía y acondicionamiento para los equipos y servicios de conservación. Se han hecho ensayos para utilizar generadores autónomos y baterías de células solares.
  • 18.  La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los sistemas por cable  Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema en diseño. ESTRUCTURA GENERAL DE UN RADIOENLACE POR MOCROONDAS EQUIPOS Un radioenlace está constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama vano. Los repetidores pueden ser:  Activos  Pasivos En los repetidores pasivos o reflectores.  No hay ganancia  Se limitan a cambiar la dirección del haz radielectrónico. PLANES DE FRECUENCIA - ANCHO DE BANDA EN UN RADIOENLACE POR MICROONDAS En una estación terminal se requieran dos frecuencias por radiocanal.  Frecuencia de emisión  Frecuencia de recepción Es una estación repetidora que tiene como mínimo una antena por cada dirección, es absolutamente necesario que las frecuencias de emisión y recepción estén suficientemente separadas, debido a: La gran diferencia entre los niveles de las señales emitida y recibida, que puede ser de 60 a 90 dB. La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisión.
  • 19. La directividad insuficiente de las antenas sobre todas las ondas métricas. Por consiguiente en ondas métricas (30-300 Mhz) y decimétricas (300 Mhz - 3 Ghz), conviene utilizar cuatro frecuencias (plan de 4 frecuencias). En ondas centimétricas, la directividad es mayor y puede emplearse un plan de 2 frecuencias. Plan de 4 Frecuencias Plan de 2 Frecuencias Características.  Frecuencias muy altas de 3 GHz a 100 GHz.  Longitud de onda muy pequeña.  Antenas parabólicas.  Receptor y transmisor en línea visual.  A 100m de altura se alcanzan unos 80 Km sin repetidores.  Rebot  en en los metales (radar).
  • 20. Funcionamiento Las torres de microondas terrestres son parte de una amplia red de estructuras que proporcionan comunicación inalámbrica y fija a usuarios de todo el mundo. Estas torres funcionan con satélites para retransmitir las señales de comunicación digital. Mediante un enlace de microondas podemos conectar puntos distantes transportando canales dedicados de internet banda ancha desde las torres de conexión de Internexa hasta sus oficinas, o simplemente conectar redes privadas de comunicaciones entre los centros de operaciones de su empresa. Las etapas de comunicación son: 1. Cuando el usuario final accede a un navegador de Internet instalado en su computadora y solicita alguna información o teclea una dirección electrónica, se genera una señal digital que es enviada a través de la tarjeta de red hacia el módem. 2. El módem especial convierte la señal digital a formato analógico (la modula) y la envía por medio de un cable coaxial a la antena.
  • 21. 3. La antena se encarga de radiar, en el espacio libre, la señal en forma de ondas electromagnéticas (microondas). 4. Las ondas electromagnéticas son captadas por la radio base de la empresa que le brinda el servicio, esta radio base a su vez la envía hacia el nodo central por medio de un cable generalmente de fibra óptica o de otra radio de gran capacidad para conexiones punto a punto en bandas de frecuencia disponibles (6GHz, 13GHz, 15GHz, 18GHz, 23GHz, 26GHz o 38GHz). 5. El nodo central valida el acceso del cliente a la red, y realiza otras acciones como facturación del cliente y monitoreo del desempeño del sistema. 6. Finalmente el nodo central dirige la solicitud hacia Internet y una vez que localiza la información se envía la señal de regreso a la computadora del cliente. Este proceso se lleva a cabo en fracciones de segundo.
  • 22. RADIO FRECUENCIA Es una onda electromagnética generada por un circuito electrónico que transporta una información con una frecuencia, en un medio a una velocidad y con una potencia. Denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3kHz y unos 300 GHz, son usados extensamente en las comunicaciones. El hercio es la unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde a un ciclo por segundo. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena. Objetivos  Expandir una red  Movilidad de equipos  Crear una nueva red  Instalación de red en áreas poco accesibles para cablear  Colocación de LAN temporal  Enlace entre edificios BENEFICIOS  Movilidad de equipos.  Flexibilidad.  Reubicación de equipos sin modificar cableado de red.  Crear una nueva red.
  • 23.  Agregar más nodos a una red existente.  Fácil y rápida instalación.  Evita obras para tirar cableado por muros. Mientras más alta sea la frecuencia de la corriente que proporcione un oscilador, más lejos viajará por el espacio la onda de radio que parte de la antena transmisora, aunque su alcance máximo también depende de la potencia de salida en watt que tenga el transmisor. Muchas estaciones locales de radio comercial de todo el mundo aún utilizan ondas portadoras de frecuencia media, comprendidas entre 500 y 1 700 kilociclos por segundo o kilo Hertz (kHz), para transmitir su programación diaria. La banda de frecuencia, comprendida dentro de la banda MF (Frecuencias Medias), se conoce como OM (Onda Media) o MW (Medium Wave). Sus longitudes de onda se miden en metros, partiendo desde los 1 000 m y disminuyendo progresivamente hasta llegar a los 100 m. Por tanto, como se podrá apreciar, la longitud de onda disminuye a medida que aumenta la frecuencia. Dentro del espectro electromagnético de las ondas de radiofrecuencia se incluye también la frecuencia modulada (FM) y las ondas de televisión, que ocupan las bandas de VHF (Frecuencias Muy Altas) y UHF (Frecuencias Ultra Alta). Dentro de la banda de UHF funcionan también los teléfonos móviles o celulares, los receptores GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y las comunicaciones espaciales. A continuación de la UHF se encuentran las
  • 24. bandas SHF (Frecuencias Superaltas) y EHF (Frecuencias Extremadamente Altas). En la banda SHF funcionan los satélites de comunicación, radares, enlaces por microonda y los hornos domésticos de microondas. En la banda EHF funcionan también las señales de radares y equipos de radionavegación. SALTOS DE FRECUENCIA  La información se transmite brincando de manera aleatoria en intervalos de tiempo fijos, llamados “chips”, de un canal de frecuencia a otro en la banda total.  Aquel receptor sincronizado con el transmisor y tenga exactamente el mismo código de salto podrá brincar a las frecuencias correspondientes y extraer la información.  Menor inmunidad al ruido.  Mayor alcance, menor velocidad.  Difícil de detectar  Básicamente imposibles de interferir.
  • 25. Satélite Es una nave espacial que se desplaza en una órbita terrestre. La definición de satélite puede ser un poco amplia: cualquier objeto, natural o artificial, que orbite o circule alrededor de otro más grande. Las órbitas son las trayectorias que describen los satélites alrededor del planeta tierra. Hay satélites artificiales y naturales. Ambos tienen una masa menor con respecto a la masa de la tierra. Un satélite puede dividirse en dos partes fundamentales para su operación: el conjunto de equipos y antenas que procesan las señales de comunicación de los usuarios como función substancial, denominado carga útil o de comunicaciones, y la estructura de soporte con los elementos de apoyo a dicha función, denominada plataforma. La carga útil tiene el amplio campo de acción de la cobertura de la huella del satélite y del empleo de las ondas de radio en una extensa gama de frecuencias que constituyen la capacidad de comunicación al servicio de los
  • 26. usuarios, en tanto que la acción de los elementos de la plataforma no se extiende fuera de los límites del propio satélite, salvo en la comunicación con el centro de control Ventajas: • El tiempo de propagación de la señal es bajo Proporciona cobertura mundial Inconvenientes: • Es necesario corregir continuamente la órbita debido al efecto de la atmósfera, • Son necesarios muchos satélites parea cubrir el globo terrestre. • Características: Las orbitas leo son orbitas de baja altura y por ello mejora la calidad de la señal y reduce el retardo de transmisión. Generalmente estas orbitas son usadas por compañías de telefonía móvil y de comunicación de datos, como las constelaciones orbcomm, iridium y globalstar. Al ser de tan baja altura, las huellas son muy cortas, por lo que son necesarios muchos satélites para cubrir la tierra entera en aplicaciones en tiempo real. TIPO DE SATELITE Satélites Geoestacionarios (GEO) Tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satélites geoestacionarios. Para que la Tierra y el satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. Se destinan a emisiones de televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, y a la detección y difusión de datos meteorológicos. Las órbitas geoestacionarias son muy útiles para los satélites de telecomunicaciones. Permaneciendo suspendido y quieto entre dos continentes, un satélite puede actuar de puente radio para comunicaciones
  • 27. telefónicas, para transmisiones dadas o para la difusión mundial de señales de televisión. Hoy en día es importante tener satélites como medios de enlaces entre dos puntos de comunicación ya que la distancia no es excusa para estar incomunicado; todo esto por la misma tendencia natural de los seres humanos del dinamismo, por la necesidad de estar físicamente en varios sitios del mundo y poder rendir cuentas o estar comunicado con otras persona en un sitio totalmente lejano. Los satélites tienen una gran influencia en nuestras vidas, ya sea que estemos haciendo referencia a los naturales como a los artificiales. En este último caso sin lugar a dudas veremos una gran cantidad de nuevas variantes en el futuro que servirán para mejorar significativamente nuestra calidad de vida. La telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red.
  • 28. FUNCIONAMIENTO  La comunicación telefónica es posible gracias a la interconexión entre centrales móviles y públicas.  Según las bandas o frecuencias en las que opera el móvil, podrá funcionar en una parte u otra del mundo.  La telefonía móvil consiste en la combinación de una red de estaciones transmisoras-receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y una serie de centrales telefónicas de conmutación de 1er y 5º nivel (MSC y BSC respectivamente), que posibilita la comunicación entre terminales telefónicos portátiles (teléfonos móviles) o entre terminales portátiles y teléfonos de la red fija tradicional. TELEFONÍAS CELULARES ACTUALES  TRANSMISION ANALOGA Onda radial por la cual se transmite, es una señal frágil, transmitida a baja potencia. La llamada es convertida en impulsos eléctricos que viajan en forma de ondas de radio "Análogas" al sonido de la voz original.  TRANSMISION DIGITAL Toma las señales análogas (sonidos), y las traduce a códigos binarios que pueden ser transmitidos a alta velocidad, para después ser reconvertidos en el sonido de la voz original.
  • 29. CÓMO FUNCIONAN LOS TELÉFONOS CELULARES • Señal de radio La señal de radio existe dentro del espectro electromagnético y sirven como un medio para llevar información de un lugar otro. • Qué es un dBm Para las mediciones de intensidad de señal en los sistemas de teléfono celular, se utiliza la unidad de medición dBm, que sirve de las mediciones de decibel. dBm= 10 log ( Potencia(W)/1mW). • MODULACION  Modulacion Analógica Variación continúa de amplitud, frecuencia o fase. Las 2 formas más comunes de modulación en analógica son: Modulación de Amplitud (AM) Modulación de frecuencias (FM)  Modulación Digital Son variaciones que toman en forma discreta los cambios en pasos, niveles o pulsos de la señal original Interferencia por Canal Adyacente Si 2 frecuencias están siendo transmitidas en un mismo lugar existe interferencia por canal adyacente. En la figura siguiente, se nota que la intersección de las 2 frecuencias tiene interferencia.
  • 30. Sistema de telefonía celular básica Un sistema de telefonía celular básico consiste de 3 partes: Una unidad móvil, una estación base y una central de conmutación y control. Elementos de un radio enlace El radio enlace es el medio por el cual una información puede ser enviada de un lugar a otro, sin la necesidad de una conexión por cable.  TRANSMISOR: Cuando la información ingresa al transmisor genera una energía de radiofrecuencia (RF) como una onda portadora a una
  • 31. frecuencia deseada, y modula la información en la onda portadora así puede ser transportada a el receptor.  ANTENAS: El propósito de las antenas es convertir la energía de radiofrecuencia en energía electromagnética (EM) que será irradiada por el espacio.  RECEPTOR: Es el acto de recibir con un filtro que extrae solamente la señal de frecuencia deseada mientras ignora las señales de frecuencia indeseadas. Evolución y convergencia tecnológica Creación del primer teléfono celular 1973 – El Dr. Martin Cooper es considerado el inventor del primer teléfono portátil. Considerado como "el padre de la telefonía celular"; siendo gerente general de sistemas de Motorola realizó una llamada a sus competidores de AT&T desde su teléfono celular, transformándose en la primera persona en hacerlo. Evolución de teléfonos celulares.
  • 32. Biografía http://www.monografias.com/trabajos13/fibropt/fibropt.shtml#QUEES#ixzz3ik1v VnUN PDF Tópicos selectos de fibra óptica: presenta Hinojosa Gómez Luis Carlos de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo http://html.rincondelvago.com/dispositivos-de-microondas.html http://redesmicrondas.blogspot.mx/ http://html.rincondelvago.com/sistemas-de-telefonia-movil.html https://es.wikipedia.org/wiki/Telecomunicación www.xatakaon.com/.../sistemas-de-comunicaciones-moviles-de-la-tercera... PDF infotelecommil.webcindario.com/.../Sistemas%20de%20Comunicaciones www.fao.org/docrep/006/w9633s/w9633s08.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaciones_por_satélite www.monografias.com › Tecnologia https://www.aerocivil.gov.co/.../Anexo%2002-Sistema%20de%20Recepc serbal.pntic.mec.es/.../radiocomunicaciones/.../1%20Radiofrecuencia.pdf html.rincondelvago.com/sistemas-de-comunicacion-a-distancia.html es.slideshare.net/Koldoparra/tecnologas-y-sistemas-de-comunicación