Fundamentos de telecomunicacion

esUnidad 2 Medios de

transmisión y sus características

¿Qué es un medio de transmisión?

El medio de transmisión constituye el canal a través del cual el emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos.

Guiados No Guiados

Medios de transmisión

Medios Guiados

Cable de par trenzado

Cable coaxial

Cable de fibra óptica

2.1 Medios Guiados

Los medios guiados son aquellos que proporcionan un conductor físico en donde se trasmiten los datos, en esta categoría se incluyen cables de pares trenzados, cables coaxiales y cables de fibra óptica.

Cable de par trenzadoEl cable de par trenzado se presenta de dos formas, blindado y sin blindaje.

¿Por qué se trenzan los cables?

Efecto del ruido sobre líneas paralelas

Efecto del ruido sobre líneas de par trenzado

Cable UTPEl cable de par trenzado sin blindaje(Unshielded Twisted Pair) es el tipo más frecuente de medio de comunicación que se usa actualmente.

Cable STPEl cable de par trenzado blindado(STP, Shielded Twisted Pair) tiene una funda de metal o un recubrimiento de malla entralazada que rodea cada par de conductores aislados.

Los materiales y los requisitos de fabricación del STP son más caros que los del UTP, pero dan como resultado cables menos susceptibles al ruido.

(Foiled Twisted Pair- Par trenzado con pantalla global)En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una apantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas.

Cable FTP

Tabla comparativa de categorías del cable de par trenzado

Cable coaxial

El cable coaxial tiene un núcleo conductor central formado por un hilo solido o enfilado (habitualmente de cobre) recubierto por un aislante de material dieléctrico, que esta recubierto por una hoja exterior de metal conductor que sirve como blindaje para el ruido.Todo el cable esta protegido por una cubierta de plástico.

Los distintos diseños del cable coaxial se pueden categorizar según sus clasificaciones de radio del gobierno(RG).

Fibra óptica

La fibra óptica esta hecha de plástico o de cristal y transmite las señales en forma de luz.La luz es una forma de energía electromagnética que alcanza su máxima velocidad en el vacío de 300.000 km/seg.La velocidad de la luz depende del medio por el que se propaga(Cuanto mas alta es la densidad, más baja es la velocidad.

RefracciónLa luz se propaga en línea recta mientras se mueve a través de una sustancia uniforme. Si un rayo de luz que se propaga a través de una sustancia entra en otra menos densa su velocidad cambia abruptamente causando que el rayo cambie de dirección.

ReflexiónCuando el ángulo de incidencia se hace mayor que el ángulo critico, se produce un fenómeno llamado reflexión.La fibra óptica usa la reflexión para transmitir la luz a través de un canal. La información se codifica dentro de un rayo de luz como series de destellos encendido-apagado que representan los bits uno y cero

Monomodo Multimodo

Modos de propagación

Índice escalonado

Índice gradual

Fibra monomodo

Fibra multimodo de índice escalonado

Fibra multimodo de índice gradual

Ventajas de la fibra óptica

Costo Instalación / Mantenimiento Fragilidad

Desventajas de la fibra óptica

• Inmunidad al ruido.• Menor atenuación de la señal.• Ancho de banda mayor.

2.2 Medios No Guiados

Los medios no guiados transportan ondas electromagnéticas sin usar un conductor físico. En su lugar, las señales se radian a través del aire. Por lo tanto están disponibles para cualquier que tenga un dispositivo capaz de recibir esta señal.

RadiofrecuenciaLa sección del espectro electromagnético definido como comunicación de radio se divide en 8 rangos denominados bandas.

Comunicación por radio

Radio microondas, satélite

3 KHz 300 GHz

VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF

3 KHz 30 KHz 300 KHz

3 MHz 30 MHz 300 MHz

3 GHz 30 GHz 300 GHz

Superficie

Espacio y línea de

vistaEspacioTroposféri

caIonosféric

a

Bandas de comunicación por radio

Tipos de propagación

Propagación de señales especificas

VLF: Las ondas de frecuencia muy baja se propagan como ondas de superficie.

LF: Las ondas de baja frecuencia se como ondas de superficie. Se usan para radio navegación de largo alcance.

MF: Las señales de frecuencia media se propagan en la troposfera.

HF: Las señales de frecuencia alta usan propagación Ionosférica.

VHF: La mayoría de ondas de frecuencia muy alta usan propagación de visión directa.

UHF: Las ondas de frecuencia ultra alta, siempre se usan en propagación de visión directa.

SHF: Las ondas de frecuencia súper altas se transmiten usando principalmente la propagación de visión directa.

EHF: Las ondas de frecuencia extremadamente altas usan la propagación espacial.

Propagación de señales especificas

Microondas terrestresLas microondas terrestres no siguen la curvatura de la tierra y por lo tanto necesitan equipo de transmisión y recepción por visión directa.

SatéliteLas microondas vía satélite pueden proporcionar capacidad de transmisión a y desde cualquier localización de la tierra sin importar lo remota que sea.

Tipos de satélites

Bandas de frecuencia para comunicación por satélite Las frecuencias reservadas para la comunicación por

microondas vía satélite están en el rango de los gigaherzios(GHZ).

Banda Enlace descendente

Enlace ascendente

C 3,7 a 4,2 GHz 5,925 a 6,425Ku 11,7 a 12,2 GHz 14 A 14.5 GHzKa 17,7 a 21 GHz 27,5 a 31 GHz

2.3 Métodos para la detección y corrección de errores.Las redes deben ser capaces de transferir datos desde un dispositivo a otro con una exactitud total. Sin embargo siempre que se transmiten datos de un origen a un destino, se pueden corromper por el camino.

Los sistemas fiables deben tener mecanismos para detectar y corregir tales errores.

Error de bit

Los errores en un único bit son menos probables en una transmisión de datos en serie

Error de ráfagaSignifica que dos o más bits de la unidad de datos han cambiado.

RedundanciaUn mecanismo de detección de errores seria enviar dos veces cada unidad de datos. El dispositivo receptor seria capaz de hacer una comparación bit a bit entre ambas versiones de los datos.

Verificación de redundancia vertical (VRC)

Este mecanismo de detección de errores es el mas frecuente y mas barato. En esta técnica, se añade un bit de redundancia, denominado bit de paridad al final de cada unidad de datos. De esta forma el numero total de unos en la unidad debe ser par.

Datos corrompidos durante la transmisión

Datos sin ningún problema de corrupción

6 6 4 4 4

7 6 5 4 4

Verificación de redundancia longitudinal (LRC)

En este método los bloques de bits se organizan en forma de tabla(filas y columnas).

Ejemplo:

Verificación de redundancia cíclica (CRC)La tercera y mas potente técnica de verificación de redundancia es la verificación de redundancia cíclica(CRC). A diferencia de VRC y LRC, que se basan en la suma, la CRC se basa en la división binaria.

Sumas de comprobación

Ejemplo

HAMMING

El código de haming se puede aplicar a unidades de datos de cualquier longitud y usa la relación entre bits de datos y bits de redundancia.

Es un código que se utiliza en la detección y corrección de errores que se producen en la transmisión de códigos binarios, la trama enviada al receptor se conforma por los bits de comprobación y los bits de datos.

2 > m + n + 1n

n = numero de bits de paridad.m = numero de bits de la trama original.

Control de flujo

El control de flujo es un conjunto de procedimientos que le dice al emisor cuantos datos puede transmitir antes de esperar un reconocimiento del receptor.

Parada y espera En el método de control de flujo con parada y espera,

el emisor espera un reconocimiento después de cada trama que se envía. Solamente se envía la siguiente trama cuando se ha recibido un reconocimiento.

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

.

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

TRASMISOR

RECEPTOR

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

BLOQUE DE DATOS

ACK – ÉXITO

Ventana deslizante

En este método de control de flujo, el emisor puede transmitir varias tramas antes de necesitar un reconocimiento. Las tramas se pueden enviar una detrás de otra.

Por software

El control de flujo por software también llamado XON/XOFF usa caracteres de datos para indicar que el flujo de datos debe iniciarse o detenerse.

Este protocolo sigue las pautas de enviar información al receptor hasta que el buffer de este esta lleno.

El emisor envía datos al receptor, el cual lo almacena en buffer

El emisor envía datos al receptor, el cual lo almacena en buffer

•No hay que esperar a que el buffer del receptor se sature de información ya que si se le avisa demasiado tarde el emisor pueden perderse datos al no poder almacenarlos.

•La señal de XOFF se da cuando el buffer esta entorno al 75% de su capacidad.

La señal de XON se da cuando esta cerca del 25% de esta manera el receptor nunca para de trabajar y nunca se satura.

Tampoco hay que esperar que este el buffer completa mente vació para enviar un XON ya que eso significaría que el receptor tiene un tiempo en el que no trabaja y seria un desperdicio del tiempo.

Por hardware

El control de flujo por hardware (RTS/CTS) depende del módem para controlar el flujo de datos.Cuando el receptor está listo para recibir datos, activa RTS; este valor será leído por el que trasmite, en su CTS indicando que está libre para enviar datos.

Control en lazo abierto: El control en lazo abierto se caracteriza porque la información

o variables que controlan el proceso circulan en una sola dirección.

Control en lazo cerrado: El control en lazo cerrado se caracteriza porque existe una

realimentación a través de los sensores desde el proceso hacia el sistema de control,

que permite a éste último conocer si las acciones ordenadas a los

actuadores se han realizado correctamente sobre el proceso.