U N I V E R S I D A D T E C N O L Ó G I C A D E L E S T A D O D E Z A C A T E C A S

U N I D A D A C A D É M I C A D E P I N O S

T E C N O L O G Í A S D E L A I N F O R M A C I Ó N Y C O M U N I C A C I Ó N

TEMA:

SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES

UNIDAD

UNIDAD IV. “SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES”

MATERIA:

APLICACIÓN DE LAS TELECOMUNICACIÓNES

PROFESOR:

I.TIC. ELOY CONTRERAS DE LIRA

ALUMNO(A):

ANA FRANCISCA MARTÍNEZ BETANCOURT

JOSÉ DE JESÚS CISNEROS MORALES

MATRICULA:

481200078, 481200621

CARRERA:

INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN

GRADO Y GRUPO

9° CUATRIMESTRE “A”

PINOS, ZACATECAS. 14 AGOSTO DEL 2015

1

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de telecomunicaciones son aquéllos en los cuales mediante el

empleo de técnicas y dispositivos adecuados realizan el transporte de información

entre una fuente y uno o más destinatarios finales.

Para recibir un servicio de telecomunicaciones, un usuario utiliza un equipo

terminal a través del cual obtiene entrada a la red por medio de un canal de

acceso. Cada servicio de telecomunicaciones tiene distintas características, puede

utilizar diferentes redes de transporte, y, por tanto, el usuario requiere de distintos

equipos terminales. Por ejemplo, para tener acceso a la red telefónica, el equipo

terminal requerido consiste en un aparato telefónico; para recibir el servicio de

telefonía celular, el equipo terminal consiste en teléfonos portátiles con receptor y

transmisor de radio, etcétera.

La principal razón por la cual se han desarrollado las redes de telecomunicaciones

es que el costo de establecer un enlace dedicado entre cualesquiera dos usuarios

de una red sería elevadísimo, sobre todo considerando que no todo el tiempo

todos los usuarios se comunican entre sí. Es mucho mejor contar con una

conexión dedicada para que cada usuario tenga acceso a la red a través de su

equipo terminal, pero una vez dentro de la red los mensajes utilizan enlaces que

son compartidos con otras comunicaciones de otros usuarios.

CONTENIDO INTRODUCCIÓN................................................................................................................................. 1

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN POR FIBRA ÓPTICA ................................................................... 3

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES ................................................... 4

CARACTERÍSTICAS ....................................................................................................................... 7

MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES POR FIBRA OPTICA

......................................................................................................................................................... 9

COMPATIBILIDAD DEL MEDIO DE TRANSMISIÓN ................................................................... 11

MICROOONDAS ............................................................................................................................... 12

ANTENAS Y TORRES DE MICROONDAS .................................................................................. 13

CARACTERÍSTICAS ..................................................................................................................... 14

RADIOFRECUENCIA ........................................................................................................................ 15

ELEMENTOS ................................................................................................................................ 15

FUNCIONAMIENTO ...................................................................................................................... 16

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LAS SEÑALES ELÉCTRICAS DEL RF ........................ 17

ILUSTRACIONES DE RADIOFRECUENCIA ............................................................................... 19

SATÉLITE .......................................................................................................................................... 21

COMO FUNCIONA UN SATÉLITE ............................................................................................... 22

CARACTERÍSTICAS DEL SATÉLITE .......................................................................................... 23

TELEFONÍA CELULAR ..................................................................................................................... 28

ELEMENTOS ................................................................................................................................ 28

CARACTERÍSTICAS ..................................................................................................................... 30

CONCLUSIONES .............................................................................................................................. 32

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................. 33

3

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN POR FIBRA ÓPTICA

Los sistemas de comunicación por fibra óptica emplean también un medio físico

dieléctrico como canal de transmisión. En este tipo de sistemas la información

viaja en forma de rayos de luz, o sea en ondas electromagnéticas guiadas; la

única diferencia con las ondas electromagnéticas de radio es la frecuencia de

operación. Como los sistemas de radiocomunicación, estos sistemas requieren de

transductores para el acondicionamiento de la señal útil a transmitirse y recibirse.

En el transmisor se requiere de transductor de ondas de voltaje y corriente en

ondas luminosas, en el receptor se requiere de un transductor de ondas luminosas

en ondas de voltaje y corriente. Un diagrama de bloque de un sistema de

comunicaciones punto a punto por fibras ópticas donde se incluyen los elementos

básicos de estos sistemas se muestra en la siguiente figura.

Algunas de las principales ventajas y limitaciones de los sistemas de

comunicaciones por fibras ópticas con respecto a los sistemas de

radiocomunicaciones y a los sistemas por cable eléctrico, se debe a las

características inherentes de transmisión, que es la fibra óptica.

4

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

Es evidente que los campos de actividad, para las telecomunicaciones, son

innumerables e incluso podríamos decir, sin ningún riesgo a equivocarnos, que no

existe campo en donde las tecnologías que nos ocupan no sean determinantes en

la actividad. Esto representa, sin duda, mayor implantación de tecnologías. Las

telecomunicaciones significan, para la empresa, comunicación, actualización y, en

definitiva, progreso. La empresa se enfrenta al reto de satisfacer y agilizar las

soluciones internas, dentro de la propia empresa y satisfacer y agilizar las

soluciones externas, con sus clientes y proveedores, dentro de unas nuevas

propuestas de comunicación y servicios. Comienzan pues a sucederse la aparición

de tecnologías que propicien la solución a las necesidades, internas y externas,

mencionadas. No se trata de implementar la mejor tecnología, sino la más

adecuada para los intereses de la aplicación, para solucionar las necesidades

existentes. Los elementos que integran un sistema de comunicación son:

· Emisor

· Receptor

· Medio

El Emisor: Es el sujeto que envía el mensaje. Es el que prepara la información

para que pueda ser enviada por el canal, tanto en calidad (adecuación a la

naturaleza del canal) como en cantidad (amplificando la señal) La transmisión

puede realizarse:

a) En banda base, o sea, en la banda de frecuencia propia de la señal, el ejemplo

más claro es el habla.

b) Modulando, es decir, traspasando la información de su frecuencia propia a otra

de rango distinto, esto nos va a permitir adecuar la señal a la naturaleza del canal y

además nos posibilita el multiplexar el canal, con lo cual varios usuarios podrán

usarlo a la vez.

5

El Receptor: Es la entidad a la cual el mensaje está destinado, puede ser una

persona, grupo de personas, un dispositivo artificial, etc.

El Medio: Es el elemento a través del cual se envía la información del emisor al

receptor. Desgraciadamente el medio tiene obstáculos que impiden o merman la

comunicación y en este curso se convendrá en que tales obstáculos son:

· La interferencia: Todos aquellos fenómenos externos al medio que provocan

merma en la comunicación.

· Ruido: Todos aquellos fenómenos inherentes al medio mismo que merman

la comunicación.

Algunas características importantes del medio y de la señal son:

a) Velocidad de transmisión: Se mide en bits o baudios por segundo y el emisor y

el receptor deben estar usando la misma velocidad para sincronizarse y

entenderse.

b) Ancho de banda: Es el rango de frecuencias en la que opera la señal. Por

ejemplo si se observa la carátula del aparato de radio de su auto se dará cuenta

que las estaciones trabajan en rangos predeterminados de frecuencias, por decir,

de los 1600 a los 1650 Kilohertz, esto es, su ancho de banda es de 50 Kilohertz. El

ancho de banda se obtiene al restar de la frecuencia mayor de transmisión la

frecuencia menor.

c) Potencia de la señal: Se mide típicamente en la unidad conocida como

“decibelios” dB. Para darse una idea, una señal de 30 decibelios permite a una

persona dormir razonablemente, mientras que una señal de 140 es insoportable.

El modelo simple de comunicación en las telecomunicaciones se puede visualizar

en la figura 1 –Modelo Simple de Comunicaciones -.

En el modelo existen estos elementos con sus respectivas funciones:

6

Emisor: Entidad que produce datos o información, la cual idealmente está

codificada por símbolos que tanto el emisor como el receptor entienden.

Receptor: Entidad que recibe los datos o información a través de un canal que

idealmente permite la emisión y recepción de manera íntegra.

Canal o Medio: Medio físico por el cual los datos o información viaja del emisor al

receptor.

7

CARACTERÍSTICAS

Requieren un medio Físico (FIBRA ÓPTICA) como medio de transmisión (vidrio

SiO2 - medio de transmisión dieléctrico)

Otras características adicionales:

- Alta privacidad de la transmisión.

- Sensibilidad limitada por el ruido quántico.

- Niveles pequeños de potencia eléctrica en el transmisor.

8

- Se facilita la movilidad en áreas reducidas (gracias a su peso y dimensiones

menores en comparación con el peso y dimensiones de los conductores

eléctricos).

- Las derivaciones de la fibra óptica son más complicadas e introducen mayores

atenuaciones en comparación con las derivaciones con cable eléctrico.

- Gran abundancia de la materia prima SiO2.

- Interferencia pequeña entre fibras.

- Cableado de muchas fibras en un solo ducto.

9

MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES POR

FIBRA OPTICA

El medio típico de transmisión de los sistemas de comunicaciones ópticas, son las

fibras ópticas que son de vidrio o plástico y tienen un núcleo a través del cual viaja

el haz de luz; además del núcleo tiene una cubierta óptica y uno o varios

recubrimientos de protección mecánica. La geometría típica de la fibra óptica se

muestra en la siguiente figura:

Para aplicaciones en telecomunicaciones se fabrican cables de fibra óptica, ya

sean circulares o en forma de cinta. Estos cables contienen dos o más fibras

ópticas como se muestra en la siguiente figura:

10

Además estos cables pueden ser parte de otros cables de mayor número de fibras

ópticas, un ejemplo de cables ópticos de 12 - 24 fibras se muestra en la siguiente

figura. Con los cables de cinta se pueden fabricar cables de más de cien fibras

ópticas.

11

COMPATIBILIDAD DEL MEDIO DE TRANSMISIÓN

Un medio de transmisión debe tener características que lo hagan compatible con

los requerimientos que exigen los sistemas de comunicaciones, y también se

requiere compatibilidad con los otros sistemas que forman parte del sistema. Los

requerimientos más importantes exigidos a la fibra óptica son:

Atenuación pequeña.

Distorsiones Pequeñas.

Tamaño y peso Pequeños.

Costo competitivo.

Baja sensibilidad al medio ambiente.

Ventajas de transmisión compatibles con las fuentes y detectores ópticos.

Velocidades de transmisiones grandes.

En la actualidad existen diferentes tipos de fibras ópticas que cumplen estas

características, para darles robustez ante las inclemencias del medio ambiente,

las fibras ópticas pueden tener uno o varios recubrimientos plásticos, pueden

estar acompañadas de uno o varios alambres de acero para darles rigidez

mecánica, o estar agrupadas en cables de fibra ópticas. Una representación de

una fibra óptica y de un cable que agrupa a un conjunto de fibras ópticas se

representa en la siguiente figura.

12

MICROOONDAS

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

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.

13

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.

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 perdida 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

14

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

Algunas de las ventajas

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.

Otra ventaja es el ancho de banda, que va de 2 a 24 GHz.

Desventajas

Las frecuencias son susceptibles a un fenómeno llamado Disminución de

Multicamino (Multipath Fanding), 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.

CARACTERÍSTICAS

Ancho de banda: entre 300 a 3.000 MHz

Algunos canales de banda superior, entre 3´5 GHz y 26 GHz.

Es usado como enlace entre una empresa y un centro que funcione como

centro de conmutación del operador, o como un enlace entre redes LAN.

Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas

parabólicas.

Estas deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas.

Entre mayor sea la altura mayor el alcance.

Perdidas de datos, interferencias.

Sensible a las condiciones atmosféricas.

15

RADIOFRECUENCIA

Radiofrecuencia (RF) es a frecuencia o índice de oscilación dentro de la gama de

cerca de 3 Hertzio a 300 gigahertz. Esta gama corresponde a la frecuencia de

corriente alterna señales eléctricas producir y detectaban ondas de radio. Puesto

que la mayor parte de esta gama es más allá de la tarifa de la vibración que la

mayoría de los sistemas mecánicos pueden responder a, el RF refiere

generalmente a oscilaciones adentro circuitos eléctricos o radiación

electromagnética.

Se le conoce así a la tecnología que usa ondas aéreas electromagnéticas para

comunicar información desde un punto a otro; son portadoras de radio porque

desempeñan la función de entregar energía al receptor. Los datos que se

transmiten son sobrepuestos sobre la señal de radio para que pueda extraer de

manera precisa por el receptor.

ELEMENTOS

Basicamente se emplean tres elementos: el TAG, la antena y el lector (la

combinación de antena y lector comúnmente llamada interrogador).

TAG(llamado también transponder): es la unidad que s ejunta con el objeto a

identificar, y que actua como portador del código y de la información que se le

desee asociar.

Dispondra de diferentes elementos en función de la técnica que se desee utilizar,

pero de forma generalizada todos disponen de la bobina de emisión- recepción y

de un circuito integrado. Se pondrán obtener en versiones de solo lectura o de

lectura y escritura.

Los de solo lectura disponen de un código ya implementado en el proceso de

fabricación (hay algunos que se proporcionan en blanco y que son programables

una sola vez por el usuario) que deberá ser utilizado de forma similar a un código

de barras.

16

FUNCIONAMIENTO

Las ondas de radiofrecuencia (RF) se generan cuando una corriente alterna pasa

a través de un conductor. Las ondas se caracterizan por sus frecuencias y

longitudes. La frecuencia se mide en hercios (o ciclos por segundo) y la longitud

de onda se mide en metros (o centímetros).

Las ondas de radio son ondas electromagnéticas y viajan a la velocidad de la luz

en el espacio libre.

La ecuación que une a la frecuencia y la longitud de onda es la siguiente:

velocidad de la luz (c) = frecuencia x longitud de onda.

Se observa partir de la ecuación que, cuando la frecuencia de RF se incrementa,

su longitud de onda disminuye.

La tecnología RFID utiliza cuatro bandas de frecuencia: baja, alta, muy alta y

microondas. La baja frecuencia utiliza la banda de 120-140 kilo hertzios. La alta

frecuencia utiliza la tecnología RFID en 13,56 MHz. En ultra alta frecuencia RFID

utiliza la gama de frecuencias de 860 a 960 mega hertz. La RFID de microondas

en general utiliza las frecuencias de 2,45 Giga Hertz y superiores. Para las cuatro

bandas de frecuencia utilizadas en RFID, las frecuencias de microondas tienen la

menor longitud de onda.

Las ondas electromagnéticas se componen de dos diferentes (pero relacionados

campos) un campo eléctrico (conocido como el campo “E”), y un campo magnético

(conocido como el campo “H”). El campo eléctrico se genera por las diferencias de

voltaje. Dado que una señal de radiofrecuencia es una alternancia, el constante

cambio de tensión crea un campo eléctrico que aumenta y las disminuye con la

frecuencia de la señal de radiofrecuencia. El campo eléctrico irradia desde una

zona de mayor tensión a una zona de menor voltaje.

Características de Radio Frecuencia

Radiofrecuencia

Radiofrecuencia (RF) es a frecuencia o índice de oscilación dentro de la gama de

cerca de 3 Hertzio a 300 gigahertz. Esta gama corresponde a la frecuencia de

corriente alterna señales eléctricas producir y detectaban ondas de radio. Puesto

que la mayor parte de esta gama es más allá de la tarifa de la vibración que la

mayoría de los sistemas mecánicos pueden responder a, el RF refiere

generalmente a oscilaciones adentro circuitos eléctricos o radiación

electromagnética.

17

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LAS SEÑALES ELÉCTRICAS DEL RF

Las corrientes eléctricas que oscilan en el RF tienen características especiales no

compartidas cerca corriente directa señales. Una tal característica es la facilidad

con la cual puede ionizar el aire para crear una trayectoria conductora a través del

aire. Esta característica es explotada por las unidades “de alta frecuencia” usadas

en eléctrico soldadura de arco. Otra característica especial es una fuerza

electromágnetica que conduce la corriente del RF a la superficie de conductores,

conocida comoefecto de piel. Otra característica es la capacidad de aparecer

atravesar las trayectorias que contienen el material aislador, como dieléctrico

aislador de un condensador. El grado de efecto de estas características depende

de la frecuencia de las señales.

Diagramas de radiofrecuencia

Diagrama de radiofrecuencia

Todos los emisores que están fabricados para trabajar en SSB están constituidos

por un pequeñísimo emisor modulado en amplitud, es decir, un pequeño emisor de

AM, y lo compone un oscilador a cristal que alimenta a un pequeño amplificador

de RF, y la señal de audiofrecuencia que entrega el micro, alimenta a un pequeño

amplificador de AF, ésta señal de audiofrecuencia, modula al amplificador de

radiofrecuencia en amplitud (éste pequeño emisor, es el corazón del equipo).

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Como podemos ver en el diagrama en bloques, la radiofrecuencia que entrega el

oscilador, tiene un nivel fijo. Sin embargo el micro puede entregar más o menos

señal de audiofrecuencia, según pongamos el mando de nivel de audiofrecuencia,

si lo ponemos muy alto, es posible que la señal de audiofrecuencia sea mayor que

la de radiofrecuencia y, lo que hemos hecho es sobre modular la señal portadora,

y en este caso estamos sobrecargando el paso final, produciendo una serie de

señales espúreas en el paso final de nuestro emisor, sobrecargándole y

perdiendo la linealidad.

Para remediar esto en parte los equipos disponen del circuito ALC, que como

vemos en el diagrama en bloques, consiste en un lazo de realimentación entre el

paso final y los amplificadores de pequeña potencia, es decir, una pequeña parte

de la señal que llega al paso final es rectificada y convertida en corriente continua,

esta corriente controla la ganancia de los pequeños amplificadores de tal forma

que si esta tensión aumenta, disminuye la ganancia, y esta tensión aumenta

cuando aumenta el control de AF.

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ILUSTRACIONES DE RADIOFRECUENCIA

A.- Onda de radiofrecuencia

B.- Onda de audiofrecuencia

C.- La onda de baja frecuencia o audiofrecuencia (B), inyectada en.la onda de alta frecuencia o radiofrecuencia (A). Por medio de esa.combinación se obtiene una señal de radio de amplitud modulada.(AM), capaz de transportar sonidos por vía inalámbrica a largas.distancias para ser captados por un radiorreceptor. D.- La onda de audiofrecuencia (B) modulada en frecuencia, obteniéndose una señal de radio de frecuencia modulada (FM), empleada por las estaciones de radiodifusión y también de.televisión para transmitir el audio que acompaña las señales de.video.

Usos de la radiofrecuencia

Radiocomunicaciones

Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de televisión,

radio, radar y telefonía móvil están incluidas en esta clase de emisiones de

radiofrecuencia.

Otros usos son audio, vídeo, radionavegación, servicios de

emergencia y transmisión de datos por radio digital; tanto en el ámbito civil como

militar. También son usadas por los radioaficionados.

Radioastronomía

Muchos de los objetos astronómicos emiten en radiofrecuencia. En algunos casos

en rangos anchos y en otros casos centrados en una frecuencia que se

corresponde con una línea espectral, por ejemplo:

Línea de HI o hidrógeno atómico. Centrada en 1,4204058 GHz.

Línea de CO (transición rotacional 1-0) asociada al hidrógeno molecular.

Centrada en 115,271 GHz.

Radar

El radar es un sistema que usa ondas electromagnéticas para

medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos

estáticos móviles como aeronaves, barcos, vehículos motorizados, formaciones

meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir

20

un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la

misma posición del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer gran cantidad

de información.

Tabla de Radio frecuencias

21

SATÉLITE

En el mundo actual, el término Telecomunicación define un conjunto de medios de

comunicación a distancia o transmisión de palabras, sonidos, imágenes o datos en

forma de impulsos o señales electrónicas o electromagnéticas. Un papel

importante en las telecomunicaciones lo juegan los satélites artificiales.

Debemos definir al satélite de comunicaciones como "un repetidor radioeléctrico

ubicado en el espacio, que recibe señales generadas en la tierra, las amplifica y

las vuelve a enviar a la tierra". Es decir es un centro de comunicaciones que

procesa datos recibidos desde nuestro planeta y los envía de regreso, bien al

punto que envió la señal, bien a otro distinto. Los satélites pueden manipular

datos, complementándolos con información del espacio exterior, o pueden servir

sólo como un espejo que rebota la señal.

Elementos de un satelite

Un sistema de comunicaciones por satélite está compuesto por los siguientes

elementos:

1.) satélite

2.) centro de control

3.) estación terrena

1.-) Satélite. Constituye el punto central de la red y su funcion es la de esblecer

comunicaciones entre los diversoso puntos de la zona en la que atiende. En un

sistema puede haber mas de un satelite, uno en servicio y otro de reserva ( que

puede estar en órbita o en tierra), o bien uno en servicio, otro de reserva en órbita

y un tercero de reserva en tierra. La posición adoptada dependederá de la

confiabilidad que se pretende obtener.

2.-) Centro de control. Que también se le llama TT&C (telemediacion, telemando y

Control), realiza desde tierra el control del satélite.

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3.-) Estación terrena. Forma el enlace entre el satélite y la red terrestre conectada

al sistema. Un sistema puede operar con algunas decenas o centenas de ellas,

dependiendo de las servicios brindados.

COMO FUNCIONA UN SATÉLITE

Un satélite de comunicaciones funciona como una estación repetidora: las antenas

receptoras del satélite recogen las señales transmitidas por las estaciones de

tierra; se filtran las señales, se cambia su frecuencia y se las amplifica, y luego se

las distribuye de vuelta a la Tierra a través de las antenas transmisoras. En

algunos casos primero se procesa la señal mediante ordenadores digitales a

bordo del satélite, en misiones muy específicas, por ejemplo, como Inmarsat-4 o

Skynet 5. La mayoría de los satélites, sin embargo, son “transparentes”, en el

sentido de que retransmiten la señal sin modificarla: su función es simplemente

suministrar la señal exactamente allí adonde se necesita.

¿Cómo se desplazan las señales?

Las señales las llevan las ondas portadoras, que se modulan mediante frecuencia,

amplitud u otros métodos. Cada señal posee su propia frecuencia y ancho de

banda. Cuanto mayor sea el ancho de banda, más información puede transportar

la señal.

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CARACTERÍSTICAS DEL SATÉLITE

Un satélite de comunicaciones consta de un módulo de servicio, que comprende los aparatos necesarios para el mantenimiento del satélite en órbita, y un paquete de telecomunicaciones específico de la misión a cumplir.

Dentro del módulo de servicio se pueden destacar los subsistemas de energía, estabilización, control de órbita, control térmico, telecontrol y telemedida y estructura mecánica.

La configuración básica de un sistema de comunicaciones consta de los elementos siguientes:

Antena de recepción.

isión.

ANTENA DE RECEPCIÓN:

La ganancia de esta antena está en relación con las dimensiones deseadas de la estación transmisora y el área de cobertura. Si la estación terrena transmisora está situada en la Península será suficiente con un solo haz de recepción. Una solución es disponer de una antena en el satélite formada por un reflector circular de diámetro comprendido entre 1,2 y 2 m que permita cubrir todo o la mayor parte del territorio peninsular.

RECEPTOR DE BAJO RUIDO Y CONVERSOR:

Dada la distancia a la que se encuentra el satélite, la señal enviada por la estación se recibe muy débil, por lo que se debe utilizar un receptor cuyo ruido interno sea muy inferior a la señal recibida con objeto de que la calidad no se deteriore. Las señales emitidas desde el satélite a tierra utilizan la banda de 12 Ghz, mientras que la recepción es en la banda de 17 Ghz, por lo que es necesaria una conversión de frecuencia.

Los problemas que podrían presentarse en el diseño del receptor para satélites de radiodifusión trabajando en la banda de los 17 Ghz se derivan de la disponibilidad y factibilidad de los componentes en esta gama de frecuencias. Un solución podría ser el receptor de doble conversión que evite el uso de etapas de ganancia en 17 Ghz.

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MÚLTIPLEX DE ENTRADA:

Se encuentra a continuación de la unidad de recepción. Su función es extraer de la banda de 400 Mhz, amplificada y trasladada en frecuencia por el receptor, los canales asignados a nuestro país. Cada una de las salidas del multiplexor será conectada a un canal formado por una etapa amplificadora y el tubo de potencia.

AMPLIFICADOR DE CANAL:

Forma parte de la unidad de canal precediendo al amplificador de potencia y su misión es proporcionar parte de la ganancia de la cadena repetidora y el nivel de ataque que ha de llevar al amplificador de potencia a su punto óptimo de trabajo. Para realizar ésto, el amplificador de canal lleva incorporado un atenuador, variable en etapas, telecomandado desde tierra, que permite ajustar el punto de trabajo del repetidor al valor deseado. Para asegurar una potencia de salida constante, esta unidad de canal puede estar equipada con un contro automático de nivel.

ETAPA DE POTENCIA:

La parte de la cadena repetidora encargada de suministrar la potencia a transmitir es sin duda la más crítica en la concepción de un sistema vía satélite. Consta de un amplificador de ondas progresivas (TWT) de elevada potencia y del equipo auxiliar encargado de suministrar la adecuada alimentación de potencia eléctrica a sus electrodos.

La potencia transmitida por un satélite está estrechamente relacionada con las dimensiones de las estaciones terrenas receptoras de los usuarios. Para este tipo de satélites la potencia requerida es muy elevada.

En el caso de recepción individual, en un sistema de radiodifusión español, obtener -103 dBW/m2 de flujo en el borde de la cobertura exigiría a los TWT del satélite una potencia de 355W en la emisión hacia la Península y de 103 en las Islas Canarias. Potencias demasiado elevadas.

MULTIPLEXOR DE SALIDA:

El multiplexor de salida es una unidad cuya función es inversa a la realizada por el multiplexor de entrada, ya que su misión es reunir en una misma salida las señales procedentes de cada unidad de canal y encaminarlas a la antena emisora. Debe soportar altas potencias, lo que produce elevadas temperaturas en su interior y debe presentar bajas pérdidas.

ANTENA DE TRANSMISIÓN:

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Debe ser la antena que se encargue de apuntar hacia la zona de cobertura a la que se desea dar servicio.Dadas las características geográficas en el caso del territorio español,Península e Islas Baleares por un lado, e Islas Canarias por otro, el satélite de radiodifusión deberá establecer en transmisión dos haces que cubran estas dos zonas por separado, con arreglo a las dimensiones (anchura de haz) fijadas por la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones de 1977.

CONFIGURACIÓN Y REDUNDANCIA:

Dada la inaccesibilidad del satélite una vez puesto en órbita, es necesario asegurar su pleno funcionamiento ante la posibilidad de fallos en los equipos de sus subsistemas. Esto obliga a que las partes más críticas del satélite tengan un determinado nivel de redundancia en función del grado de fiabilidad que se quiera alcanzar. Existe un compromiso entre redundancia, peso, complejidad y coste del satélite.

En el subsistema de comunicaciones los elementos más críticos son los amplificadores de potencia y el receptor de banda ancha.

OTRAS CARACTERÍSTICAS:

Es conveniente reseñar que la vida útil de un satélite depende del combustible almacenado para el control de órbita, de la degradación de las células solares y del grado de redundancia y fiabilidad del módulo de comunicaciones. Algunas características importantes son:

Posición orbital 31ºW

Control de órbita +- 0.1º

Vida media 7 años

Fiabilidad(después de 7 años) 0.75

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Estabilización 3 ejes

Masa 2100-2200 Kg

Potencia primaria 3500 W

Lanzador Ariane II o III, STS

Diagramas e ilustraciones

Diagrama de un sistema de telecomunicaciones vía satélite

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28

TELEFONÍA CELULAR

La telefonía móvil es la comunicación a través de dispositivos que no están

conectados mediante cables. El medio de transmisión es el aire y el mensaje se

envía por medio de ondas electromagnéticas. Para la comunicación se utiliza el

teléfono móvil que es un dispositivo inalámbrico electrónico que se usa para

acceder y utilizar los servicios de la red de telefonía móvil. Se denomina también

teléfono celular en la mayoría de países latinoamericanos debido a que el servicio

funciona mediante una red de celdas, donde cada antena repetidora de señal es

una célula, si bien también existen redes telefónicas móviles.

La telefonía móvil básicamente está formada por dos grandes partes: una red de

comunicaciones y los terminales que permiten el acceso a dicha red.

ELEMENTOS

Un sistema de telefonía celular consta de cuatro elementos:

Terminal celular móvil

Estación base

Estación de control y conmutación

Radio canales

TERMINAL CELULAR MÓVIL

ESTACIÓN BASE (BTS)

Es la estación central dentro de una celda, conocida como BTS (Base Tranceiver

Station), realiza el enlace de RF a los terminales celulares, transmite información

entre la celda y la estación de control y conmutación, monitorea la comunicación

de los abonados. Esta conformado por : unidad de control, unidad de energía,

antenas sectoriales (que utilizan métodos de diversidad para captar la mejor

señal), TRAU (unidad encargada de adaptar y hacer la conversión de código y

velocidad de las señales), y terminal de datos.

ESTACIÓN DE CONTROL Y CONMUTACIÓN

Conocido comúnmente como MTSO (mobile telephony switching office), cuando

aplica tecnología GMS se denomina MSC (mobile switching center), y para redes

Wireless Local Loop se denomina XBS.

Es el elemento central del sistema, sus funciones principales son:

Coordina y administra todas las BTS

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Coordina las llamadas entre la oficina de telefonía fija y los abonados, así como

las llamadas entre los terminales celulares y los abonados, a través de las BTS

Se encarga de la facturación (billing)

Dirige el Hand off entre cell site

Tiene un sotfware de gestión : network management system

Se interconecta a centrales TANDEM para comunicarse con otras redes

telefónicas.

Puede ser de 2 tipos (de acuerdo al área geográfica y cantidad de tráfico) :

Centralizado : una única central para toda el área de concesión del operador, usa

topología estrella,.

Descentralizado: más de una central, distribuido en el área de concesión.

RADIO CANALES

Se entiende por Radio Canal al par de frecuencias portadoras más un time slot,

que van a servir como canales de tráfico en una comunicación. De estas 2

frecuencias una va a ser la frecuencia de Tx de la estación base y Rx del terminal,

la otra frecuencia va a ser la de Rx de la estación base y Tx del terminal.

Transportan datos y voz entre el abonado y las estaciones base, cada abonado

sólo puede usar un canal a la vez.

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 o receptoras de radio (repetidores, estaciones base o BTS) y una

serie de centrales telefónicas de conmutación de 1.er y 5.º 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.

En su operación, el teléfono móvil establece comunicación con una estación base

y, a medida que se traslada, los sistemas computacionales que administran la red

van transmitiendo la llamada a la siguiente estación base de forma transparente

para el usuario. Es por eso que se dice que las estaciones base forman una red de

celdas, sirviendo cada estación base a los equipos móviles que se encuentran en

su celda.

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CARACTERÍSTICAS

La modalidad TMA-900 tiene 1320 canales dúplex (incluyendo la banda ETACS).

Tiene 25 KHz de BW de cada canal. Y hay 45 Mhz de separación entre las

frecuencias de emisión y recepción.

La modulación para el transporte de la señal radioeléctrica es por multiplexación

por división en frecuencia (FDM) de ancho de banda (BW). Esto significa que la

BW disponible se divide en porciones, cada una de las cuales constituye un

semicanal, y cada canal completo consta de un semicanal estación base/móvil y

de otro móvil/estación base. La eliminación de interferencias entre canales se

consigue haciendo que cada estación base utilice un juego de frecuencias

diferentes al de su colateral.

Estructura de red de un solo nivel jerárquico.

Centralitas electrónicas automáticas, de control por programa almacenado.

Interface con la RTB: con centrales de tránsito, a 4 hilos.

Seguimiento automático.

Diagramas

Modelo de sistema de telefonía celular

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CONCLUSIONES

Cabe destacar que cada uno de los elementos que constituyen a los sistemas de

comunicación de cualquier tipo son de fundamental importancia, ya que todo el

proceso es un cadena o ciclo el cual obtiene un inicio y un fin para continuar y no

complicar más el desenvolvimiento y desarrollo de todas las actividades que los

seres humanos realizan día con día.

El implementar este tipo de sistemas de comunicación agiliza la transferencia de

documentación u otro tipo de archivos que ayudan a mejorar todos los procesos

que importantes de toda empresa, negocio, escuela o simplemente hogar.

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