UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL ESTADO DE ZACATECAS

UNIDAD ACADEMICA DE PINOS

TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN

MATERIA:

APLICACIÓN DE LAS TELECOMUNICACIÓNES

PROFESOR:

ITIC. ELOY CONTRERAS DE LIRA

ALUMNO(A):

SANDRA MONTOYA REYES

CARRERA:

INGENIERIA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN

GRADO Y GRUPO

9° CUATRIMESTRE “A”

PINOS, ZACATECAS. AGOSTO 14 DEL 2015

LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE FIBRA ÓPTICA

Los sistemas de transmisión de fibra óptica utilizan enlaces de datos que

funcionan de forma similar a la que se ilustra en el diagrama de arriba. Cada

enlace de fibra consta de un transmisor en un extremo de la fibra y de un receptor

en el otro.

FUNCIONAMIENTO

La mayoría de los sistemas operan transmitiendo en una dirección a través de

una fibra y en la dirección opuesta a través de otra fibra para así tener una

transmisión bidireccional. Es posible transmitir en ambas direcciones a través de

una sola fibra pero se necesitan acopladores para hacerlo, y la fibra es menos

costosa que ellos. Una red FTTH óptica pasiva (PON) es el único sistema que

utiliza transmisión bidireccional sobre una sola fibra porque su arquitectura de red

ya utiliza acopladores como base.

La mayoría de los sistemas utilizan un "transceiver" que incluye tanto un

transmisor como un receptor en un sólo módulo. El transmisor toma un impulso

eléctrico y lo convierte en una salida óptica a partir de un diodo láser o un LED. La

luz del transmisor se acopla a la fibra con un conector y se transmite a través de la

red de cables de fibra óptica. La luz del final de la fibra se acopla al receptor,

donde un detector convierte la luz en una señal eléctrica que luego se acondiciona

de forma tal que pueda utilizarse en el equipo receptor.

CARACTERISTICAS

Analógico o digital Las señales analógicas son continuamente variables y la información contenida en ellas está en la amplitud de la señal con respecto al tiempo. Las señales digitales se muestrean a intervalos de tiempo regulares y la amplitud se convierte a bytes digitales, por lo tanto la información es un número digital. Las señales analógicas son la forma más común de transmisión de datos, pero sufren degradación por el ruido presente en el sistema de transmisión. Debido a que la señal analógica se atenúa en un cable, la relación señal-ruido empeora y en consecuencia la calidad de la señal se degrada. Las señales digitales pueden transmitirse en largas distancias sin que se degraden ya que son menos sensibles al ruido.

La transmisión de datos por fibra óptica puede ser analógica o digital, aunque es

mayormente digital. Las redes informáticas y de telefonía son digitales, la

televisión por cable actualmente es analógica pero está migrando a digital, y los

sistemas de CCTV posiblemente también lo hagan.

Diseño (chásis) Generalmente, el diseño de los transceivers es estándar para que múltiples fuentes puedan conectarse al equipo de transmisión. Los módulos se conectan a un conector dúplex en un extremo óptico y a una interfaz eléctrica estándar en el otro extremo. Los transceivers reciben alimentación de los equipos en los que están integrados.

Fuentes para transmisores ópticos

Las fuentes utilizadas para transmisores ópticos deben cumplir con varios criterios: operar en la longitud de onda adecuada, ser pasibles de modularse lo suficientemente rápido para transmitir datos y poder acoplarse de forma eficiente a la fibra. Comúnmente se utilizan cuatro tipos de fuentes: LED, láser fabry-perot (FP), láser de retroalimentación distribuida (DFB) y láser de cavidad vertical y emisión superficial (VCSEL). Todos ellos convierten las señales eléctricas en señales ópticas, pero son muy diferentes entre sí. Los tres son minúsculos dispositivos semiconductores (chips). Los LED y VCSEL se fabrican sobre pastillas de material semiconductor para que puedan emitir luz desde la superficie del chip, mientras que los láser F-P y DFB emiten luz desde el lateral del chip, desde una cavidad del láser creada en el medio del chip.

Especificaciones estándar de fuentes de fibra óptica

Tipo de

dispositivo

Longitud de

onda (nm)

Potencia dentro

de la fibra (dBm)

Ancho de

banda

Tipo de fibra

LED 850, 1300 -30 a -10 <250 MHz multimodo

Láser Fabry-

Perot

850,1310

(1280-1330),

1550 (1480-

1650)

0 a +10 >10 GHz multimodo,

monomodo

Láser DFB 1550 (1480-

1650)

0 a + 13

(+25 con

amplificador

>10 GHz monomodo

óptico)

VCSEL 850 -10 a 0 >10 GHz multimodo

Parámetros estándar de rendimiento de sistemas/enlaces de fibra óptica

Tipo de

enlace Fibra Tipo de

fuente Longitud

de onda

(nm)

Potencia de

transmisión

(dBm)

Sensibilidad

del receptor

(dBm)

Margen

del

enlace

(dB)

Transmisión

de voz monomodo Láser 1310/1550 +3 a -6 -30 a -45 30 a 40

monomodo DWDM 1550 +20 a 0 -30 a -45 40 a 50

Transmisión

de datos multimodo LED/

VCSEL 850 -3 a -15 -15 a -30 3 a 25

multimodo o monomodo

Láser 1310 -0 a -20 -15 a -30 10 a 25

CATV(AM) monomodo Láser 1310/1550 +10 a 0 0 a -10 10 a 20

MICRONDAS

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.

CARACTERISTICAS

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 onda

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.

Modulación de frecuencia y amplitud

En los sistemas de radio de microondas se usa modulación en frecuencia (FM)

más que modulación en amplitud (AM), esto se explica porque las señales de

amplitud modulada son más sensibles a no linealidades de amplitud también son

inherentes a los amplificadores de microondas de banda ancha. En cambio las

señales emitidas en frecuencia modulada son relativamente más robustos a esta

clase de distorsión no lineal, y se pueden transmitir por amplificadores que tengan

no linealidad de compresión o de amplitud, con relativamente poco demérito.

También, las señales emitidas en FM son menos sensibles al ruido aleatorio y se

pueden propagar con menores potencias de transmisión.

El ruido de intermodulación es un factor imprescindible en el diseño de sistemas

de radio FM. En los sistemas de AM, este ruido es provocado a la no linealidad de

amplitud en la repetidora. En los sistemas de FM, el ruido de intermodulación es

provocado principalmente por la distorsión de la ganancia de transmisión y del

retardo.

Ejemplo de funcionamiento de FM

En la transmisión de microondas FM que se muestra el diagrama de bloques del

transmisor, una etapa de pre-amplificación (pre-énfasis) antecede al modulador de

frecuencia (desviador de FM). Esta pre-amplificación aumenta la amplitud de las

señales de la banda base superior. Permitiendo que las frecuencias de la banda

base inferior modulen la frecuencia de la portadora de FI, y que la frecuencia de la

banda base superior modulen la fase de esa portadora. Con este diagrama de

bloques se asegura una relación de señal a ruido más uniforme en todo el

espectro de banda base. La etapa del desviador de FM entrega la modulación de

la portadora de FI que al finalizar se convierte en la principal portadora de

microondas, normalmente las frecuencias típicas intermedias están entre 60 y 80

MHz, donde lo más adecuado es 70MHz. En el desviador FM se usa modulación

en frecuencia de bajo índice. Donde los índices de modulación se mantienen entre

0.5 y 1, de esta manera se realiza una señal FM de banda angosta en la salida del

desviador, en consecuencia el ancho de banda de la F1 se asemeja a la de AM

común y se aproxima al doble de la frecuencia máxima de la banda base.

La F1 y sus bandas laterales asociadas se convierten a las mayores

frecuencias de la región de microondas, mediante el mezclador, el oscilador

de microondas y filtro pasa banda. Para trasladar las F1 a la etapa de RF

se usa mezclado y no multiplicación porque el índice de modulación no

cambia por el proceso de heterodinado. También al multiplicar la portadora

de F1 se multiplicarían la desviación de frecuencia y el índice de

modulación aumentando así el ancho de banda.

Los generadores de microondas está constituido por un oscilador de cristal

seguido por una serie de multiplicadores de frecuencia. Por ejemplo un

oscilador de cristal de 125 MHz seguido por una serie de multiplicadores,

con factor combinado de multiplicación igual a 48, se podría usar para una

frecuencia de portadora de microondas de 6 GHz. La red combinadora de

canales proporciona un medio de conectar más de un transmisor de

microondas de una sola línea de transmisión que alimente a la antena.

Radioreceptor de microondas de FM

Diagrama de bloques del receptor: Se muestra el radio receptor de microondas de

FM, donde el bloque de la red separadora de canales proporciona el aislamiento y

el filtrado necesario para separar canales de microondas individuales, y dirigidos

hacia sus respectivos receptores. El filtro pasa banda, el mezclador AM y el

oscilador de microondas bajan las frecuencias desde RF de microondas hasta las

F1, y las pasan al demodulador FM. Donde este demodulador es un detector

convencional, no coherente de FM. A la salida del detector de FM, una red de de-

énfasis restaura la señal de banda base a sus características originales de

amplitud en función de la frecuencia.

Entre las ventajas de radio de microondas están las siguientes:

Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones de derecho de vía entre estaciones.

Cada estación requiere la compra o alquiler de solo una pequeña extensión de terreno.

Por sus grandes frecuencias de operación, los sistemas de radio de microondas pueden llevar grandes cantidades de información.

Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas de onda, que requieren antenas relativamente pequeñas.

Las señales de radio se propagan con más facilidad en torno a obstáculos físicos, como por ejemplo, a través del agua o las montañas altas.

Para la amplificación se requieren menos repetidores. Las distancias entre los centros de conmutación son menores. Se reducen al mínimo las instalaciones subterráneas. Se introducen tiempos mínimos de retardos. Entre los canales de voz existe un mínimo de diafonía. Son factores importantes la mayor confiabilidad y menores tiempos de

mantenimiento.

RADIOFRECUENCIA

Las ondas de radio o radio frecuencia denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3kHz y unos300 GHz, son usadas 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.

CARACTERISTICAS Nombre Símbolo Frecuencia Longitud

de onda Usos

Extremadamente de baja frecuencia

DUENDE 3 a 30 hertzios

10.000 kilómetros a 100.000 kilómetros

20+ audible hertzios, comunicación con los submarinos

De baja frecuencia estupendo

SLF 30 a 300 hertzios

1.000 kilómetros a 10.000 kilómetros

audible, Rejillas de la corriente ALTERNA (50 hertzios y 60 hertzios)

Ultra de baja frecuencia

ULF 300 a 3000 hertzios

100 a 1000 kilómetros

audible, comunicación con minas

Muy de baja frecuencia

VLF 3 a 30 kilohertz

10 a 100 kilómetros

gama audible 20 hertzios a 20 kilociclos (ser audible, la

energía se debe convertir simplemente a sonido)

De baja frecuencia

LF 30 a 300 kilohertz

1 a 10 kilómetros

difusión internacional, faros navegacionales, lowFER

De frecuencia media

Frecuencia intermedia

300 a 3000 kilohertz

100 m a 1 kilómetro

faros navegacionales, Difusión de la comunicación marítimo y de la aviación

De alta frecuencia

HF 3 a 30 megahertz

10 a 100 m onda corta, emisor-receptor

Mismo de alta

frecuencia

VHF 30 a 300

megahertz

1 a 10 m Difusión de FM, televisión de

difusión, aviación

Ultra de alta frecuencia

Frecuencia ultraelevada

300 a 3000 megahertz

10 a 100 centímetros

televisión de difusión, teléfonos móviles, establecimiento de una red sin hilos, hornos de

microonda

De alta frecuencia estupendo

SHF 3 a 30 gigahertz

1 a 10 centímetros

establecimiento de una red sin hilos, acoplamientos basados en los satélites.

Extremadamente de alta frecuencia

EHF 30 a 300 gigahertz

1 a 10 milímetros

microonda trasmisiones de datos, astronomía de radio, detección alejada, sistemas de armas avanzados,

avanzados exploración de la segurida

FUNCIONAMIENTO Los sistemas de telecomunicaciones móviles por satélite, destinados a prestar servicios, los que pueden ser voz, datos, fax y radiomensajería, se estructurarán en base a tres tipos de elementos: red de satélites, estaciones terrenas móviles y estaciones terrenas de terminación de red. La red de satélites está conformada por las estaciones de telemetría y control orbital y por una "constelación" de satélites, no geoestacionarios, que giran en torno a la Tierra en uno o varios planos, dando origen a celdas terrestres móviles, brindando una constante cobertura múltiple que reduce las interferencias de la señal y elimina el fenómeno del eco en las llamadas. Los sistemas de comunicaciones vía satélite se pueden clasificar según la órbita. Satélites Geoestacionarios (GEO) En una órbita circular ecuatorial de altitud 35.786 Km. Con unos pocos satélites, bastarían 3, sería suficiente para dar cobertura global a la Tierra. Satélites de Orbita Media (MEO) Altitud de 9.000 a 14.500 Km. De 10 a 15 satélites son necesarios para abarcar toda la Tierra. También se les suele llamar ICO (Intermediate Circular Orbit). Satélites de Orbita Baja (LEO) Altitud de 725 a 1.450 Km. Son necesarios más de unos 40 satélites para la cobertura total.

Características Es un sistema digital que funciona como red de comunicaciones personal mundial.

Emplea TDMA como método de acceso al medio.

Basado en GSM

Velocidad de transmisión de datos/fax: 2400 baudios

Ancho de banda canal de voz: 8 kHz

Velocidad de transmisión de voz: 2,4 kbps, full-duplex

Sistema ampliable en capacidad conforme vaya madurando

EJEMPLO DE SATÉLITE Y TELEFONÍA CELULAR Globalstar es un sistema de comunicación satelital, utilizado principalmente en telefonía inalámbrica, basado en la interconexión de puntos distantes en la superficie terrestre. La tecnología de codificación utilizada es la conocida como CDMA (Code Division Multiple Access), con la que se accede a una mayor eficiencia del sistema. Como factor negativo, está la probabilidad latente de posibles colisiones en las señales, tanto recibidas/transferidas por el satélite utilizado, como por las estaciones terrenas (Gateways). Dentro del sistema Globalstar se encuentran distintos niveles de transición de cada señal enviada:

Los enlaces de información del sistema Globalstar se dividen en:

Enlace satélite: La señal desde (hacia) el teléfono es recibida (transmitida)

por el satélite LEO (Orbita Baja).

Enlace Gateway: La señal desde (hacia) el satélite es recibida (transmitida)

por la estación terrena.

CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE GLOBALSTAR

La constelación Globalstar, está compuesta por 52 satélites móviles, de los cuales 48 son satélites principales y se encuentran a 1.414 Km de la tierra (LEO: Low Earth Orbiting), en órbita circular y distribuidos a en 8 planos inclinados a 52º con respecto al Ecuador. Los 4 satélites restantes se colocan en órbitas intermedias, en reserva de los satélites principales. Las ventajas de estos equipos son:

Todas las ventajas de la órbita baja: terminales de tamaño similar a los terminales celulares de primera generación y servicio sin ningún retraso de la voz (fenómeno característico de eco generado por los satélites geoestacionarios).

Una cobertura completa y permanente del planeta entre los 70º y –70º de latitud, cada centímetro cuadrado del planeta esta cubierto

por la constelación Globalstar excluyendo los polos. Esto permite concentrar toda la capacidad de la constelación en la zona de uso potencial.

Un servicio satelital redundante para cada terminal: los satélites Globalstar se cruzan por encima de los usuarios. De esta forma cada terminal, tiene un acceso simultaneo a 4 satélites esto permite evitar los cortes de comunicación cuando un obstáculo surge entre el usuario y un satélite en particular. Este es el único sistema que presenta esta garantía.

Transmisión Las frecuencias del sistema Globalstar son las siguientes:

Enlaces de servicio: Terminal a satélite de 1610 a 1626,5 [MHz] (banda L). Satélite a terminal de 2483,5 a 2500 [MHz] (banda S).

Enlace de conexión: Gateway a satélite 5091 a 5250[MHz] (banda C). Satélite a Gateway 6875 a 7055[MHz] (banda C).

CDMA El protocolo CDMA se caracteriza por utilizar un espectro amplio de frecuencia determinado para una o más señalessuperpuestas ortogonalmente durante todo el tiempo de duración de la comunicación. La ortogonalidad de las señales, generada por un código codificador de la banda base, concede la prácticamente nula posibilidad de colisión entre las señales que comparten el canal; a su vez, la seguridad en la privacidad de la información transmitida capaz de ser reconocida sólo por el receptor del enlace. Otras características de la tecnología CDMA son las siguientes:

Utilización de todo el ancho de banda en el enlace por ensanchamiento de la banda base, superponiendo a los usuarios. Con respecto a un canal analógico, la capacidad aumenta 15 veces en condiciones de máximo flujo.

Posibilidad de la creación de nuevos servicios al cliente y evolución del sistema, debido a la versatilidad del código y la señalización digital.

Costos inferiores a la tecnología analógica debido al desarrollo de componentes electrónicas digitales.

Uso eficiente de las fuentes de poder (baterías) en los aparatos con la tecnología, debido a que la estructura de CDMA se encuentra diseñada para operar en ciertos niveles de potencia. Además, presenta la capacidad de detectar tiempo ocioso en el canal por lo que se disminuye la potencia media de transmisión.

Alta relación señal a ruido y baja probabilidad de errores en el código por la utilización de redundancias, debida a la magnitud del ancho de banda utilizado.

Autor:La Asociación de fibra óptica (The Fiber Optic Association, Inc. [FOA]) http://www.thefoa.org/ESP/Sistemas.htm

Autor: Organización Wikipedia.org.wiki https://es.wikipedia.org/wiki/Radiocomunicaci%C3%B3n_por_microondas http://html.rincondelvago.com/telefonia-movil.html Autor: Gabnav Organización coolin. http://gabnav.coolinc.info/p1.htm http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3233/html/3_aplicaciones_de_las_ondas_electromagnticas_telecomunicaciones.html