Unidad 2. Medios de Transmision (1)

Fundamentos de redes

Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Ingeniería en Telemática 1

División de Ciencias Exactas, Ingenierías y Tecnológicas

Cuatrimestre CUATRO

Programa de la asignatura:

Fundamentos de Redes

Clave

220920415/210920415

Octubre de 2011



Unidad 2. Medios de transmisión

Presentación de la unidad

Propósitos

Competencia específica

2.1. Características de transmisión

2.1.1. Ancho de banda

2.1.2. Velocidad de transmisión

2.2. Capacidad de un canal

2.2.1. Límite de Nyquist y Teorema de Shannon

2.2.2. Espectro Electromagnético

Evidencia de aprendizaje.

Autorreflexión

Cierre de la unidad

Para saber más…

Fuentes de consulta



Unidad 2. Medios de Transmisión

Presentación de la unidad

En esta unidad se presentarán las características de los medios de trasmisión, y cuáles

son los factores que pudiera afectar a la trasmisión de información. Se dará a conocer la

importancia del ancho de banda en una red, para ofrecer el buen funcionamiento de

todos los servicios requeridos. Además se explicará el espectro electromagnético, y los

rangos utilizados para los medios de trasmisión.

Propósitos

Al finalizar la unidad:

Conocerás las características de trasmisión.

Analizarás la importancia del ancho de banda.

Identificarás el ancho de banda de algunos medios de comunicación

Identificarás cuales son los factores que afectan al ancho de banda.

Distinguirás las velocidades de trasmisión para cada medio de trasmisión.

Comprenderás en qué consiste el espectro electromagnético.

Podrás distinguir detalles del espectro de frecuencia.

Se identificarán los rangos de frecuencia dentro del espectro electromagnético.

Se determinarán los tipos de modulación.

Competencia específica

Identificar los medios de transmisión de información alámbricos e inalámbricos para distinguir su uso a través de sus características y capacidades.

2.1. Características de transmisión

Un canal de comunicación está constituido físicamente por uno o más medios de

transmisión. Por lo tanto, los parámetros de un canal dependen directamente de las

características de los medios de transmisión que lo conforman. Existen dos grupos de

medios de transmisión: guiados y no guiados. Entre los medios guiados se encuentra el

par trenzado, cable coaxial y la fibra óptica. Entre los medios no guiados se encuentran

las ondas de radio, microondas, enlaces satelitales, enlaces infrarrojos, entre otros.

El termino enlace directo hace referencia al camino de transmisión entre dos dispositivos

en el que la señal se propaga directamente del emisor al receptor sin ningún otro

dispositivo intermedio que no sea un amplificador o repetidor. Estos últimos se usan para



incrementar la energía de la señal. Obsérvese que este término se puede aplicar tanto a

medios guiados como no guiados.

Un medio de transmisión punto a punto proporciona un enlace directo entre los dos únicos

dispositivos que comparten el medio. En una configuración guiada multipunto, el mismo

medio es compartido por más de dos dispositivos.

Un medio de transmisión puede ser simplex, half-duplex o full-duplex. En la transmisión simplex, las señales se transmiten en una única dirección; siendo una estación la emisora y otra la receptora. En half-duplex, ambas estaciones pueden transmitir pero no simultáneamente. En el caso de full-duplex, el medio transporta señales en ambos sentidos al mismo tiempo. Las características y calidad de la transmisión están determinadas tanto por el tipo de señal, como por las características del medio. En el caso de los medios guiados, el medio en sí mismo es lo más importante en la determinación de limitaciones de transmisión (Stallings, 2004, p. 102).

2.1.1. Ancho de banda

El ancho de banda es la cantidad de información o datos que pueden fluir a través de una

conexión de red en un período dado. El ancho de banda se indica en bits por segundo

(bps), kilobits por segundo (Kbps), o megabits por segundo (Mbps).

Unidad de ancho de banda

Abreviatura Equivalencia

Bits por segundo bps 1 bps = unidad fundamental del ancho de banda

Kilobits por segundo kbps 1 kbps = 1,000 bps = 10³ bps

Megabits por segundo Mbps 1 Mbps = 1,000,000 bps = 10⁶ Gigabits por segundo Gbps 1 Gbps = 1,000,000,000 bps = 10⁹ Terabits por segundo Tbps 1 Tbps = 1,000,000,000,000 bps = 1012

Unidades de ancho de banda, velocidad de transmisión y capacidad de transferencia útil.

Por lo tanto, el ancho de banda mide la cantidad de información que puede fluir desde un

lugar hacia otro en un período de tiempo determinado.

Cálculo de ancho de banda

El ancho de banda también es utilizado para las señales analógicas, y se define como el

rango de frecuencias que permite un canal para transmitir la información, a través de un

medio de transmisión. Se abrevia como BW (Bandwith) y se mide en ciclos por segundo o



hercios (Hz). Cómo se había mencionado anteriormente, el ancho de banda es limitado

por el medio de trasmisión y sólo permite cierto ancho de banda.

La cantidad de oscilaciones por segundo de una onda es su frecuencia (f). La distancia

entre dos máximos (o mínimos) consecutivos se le llama longitud de onda. A mayor

frecuencia su ancho de banda es mayor. Las señales transportan información binaria, por

lo que suelen trasmitirse en ondas cuadradas, sin embrago este tipo de ondas no es muy

sencillo generarlas, por lo que es necesaria descomponerlas en una serie de ondas

senoidales con diferentes frecuencias. Algunos ejemplos de bandas estrechas son: una

conexión DSL, microondas, T1, donde cada uno tiene su ancho de banda y su tasa de

transferencia

Representación de una onda cuadrada a partir de una senoidal.



Ejemplo:

Una señal periódica se descompone en cinco ondas senoidales con frecuencias de 200,

300, 700 y 900 ¿cuál es su banda ancha?

Respuesta:

El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia más alta y la frecuencia más baja.

Por lo tanto:

BW= 900-200=700 Hz.

Importancia del ancho de banda.

Es importante comprender el concepto de ancho de banda, por las siguientes razones:

1. El ancho de banda está limitado. El ancho de banda puede sufrir variaciones

que pueden afectar al ancho de banda teórico, independientemente del medio de

trasmisión que se esté utilizando. Algunas son limitaciones físicas y el tipo de

tecnología utilizada para enviar los datos a los medios de transmisión.

2. El ancho de banda se puede contratar. El ancho de banda se adquiere con un

proveedor de servicios, y dependiendo del ancho de banda que se contrate es el

ancho de banda al que tiene acceso.

El matemático y fisco francés Jean-

Batiste-Joseph Fourier elaboró una

trasformación matemática para la

descomposición periódica en series

trigonométricas convergentes llamadas

Series de Fourier. Esta herramienta ha

sido de gran utilidad en diversas áreas. En

el campo del tratamiento de señales

temporales, permite su representación en

el plano

frecuencial. (Romero, Barbanacho

Concejero, Benjumea Mondéjar, & Rivera

Sabías

que



3. El ancho de banda importante para el rendimiento de la red. El ancho de

banda, la tasa de transferencia en el rendimiento y el diseño de la red son factores

importantes para el buen funcionamiento de una red.

4. La demanda de ancho de banda aumenta. Las nuevas tecnologías y

aplicaciones requieren de mayor ancho de banda. Los contenidos que circulan a

través de la red incluyen videos y audio, por lo tanto requiere mucho ancho de

ancho de banda. Por lo tanto, al diseñar una red se debe calcular el ancho de

banda que se va necesitar, para que la red funcione correctamente y actuar en

función de eso.

A continuación se presentarán dos analogías para facilitar la visualización del ancho de

banda en una red.

1. El ancho de banda es similar al diámetro de un caño. Una red de tuberías trae

agua potable a los hogares y las empresas y se lleva las aguas servidas. Esta red

de agua está compuesta de tuberías de diferentes diámetros. Las principales

tuberías de agua de una ciudad pueden medir dos metros de diámetro, en tanto

que la tubería de un grifo de cocina puede medir apenas dos centímetros. El

ancho de la tubería determina su capacidad de transporte de agua. Por lo tanto, el

agua es como los datos, y el ancho de la tubería es como el ancho de banda.

Muchos expertos en networking dicen que necesitan poner tuberías más grandes

si desean agregar capacidad para transportar información (Cisco Systems, Inc).



2. El ancho de banda también puede compararse con la cantidad de carriles de una

autopista. Una red de caminos sirve a cada ciudad o pueblo. Las grandes

autopistas con muchos carriles se conectan a caminos más pequeños con menor

cantidad de carriles. Estos caminos llevan a otros aún más pequeños y estrechos,

que eventualmente desembocan en las entradas de las casas y las oficinas.

Cuando hay poco tráfico en el sistema de autopistas, cada vehículo puede

moverse con libertad. Al agregar más tráfico, cada vehículo se mueve con menor

velocidad. Esto es particularmente verdadero en caminos con menor cantidad de

carriles disponibles para la circulación del tráfico. Eventualmente, a medida que se

suma tráfico al sistema de autopistas, hasta aquéllas con varios carriles se

congestionan y vuelven más lentas. Una red de datos se parece mucho al sistema

de autopistas. Los paquetes de datos son comparables a los automóviles, y el

ancho de banda es comparable a la cantidad de carriles en una autopista. Cuando

se piensa en una red de datos en términos de un sistema de autopistas, es fácil

ver cómo las conexiones con ancho de banda reducido pueden provocar

congestiones de tráfico en toda la red (Cisco Systems, Inc).

Limitaciones del ancho de banda. El ancho de banda varía dependiendo del tipo de medio de transmisión, del tipo de

topología de red y de las tecnologías LAN y WAN utilizadas. La información se transmite a



través de señales por medio de cables (cobre, par trenzado o coaxial), fibra óptica o

inalámbricamente. Sin embargo, las condiciones físicas, la tecnología utilizada, la

cantidad de dispositivos conectados limitan el ancho de banda disponible. El ancho de

banda real queda determinado por una combinación de los medios físicos y las

tecnologías seleccionadas para señalizar y detectar señales de red, las tarjetas de

interfaz de red (NIC) y los demás equipos de red seleccionados. Por lo tanto, el ancho

de banda no sólo queda determinado por las limitaciones de los medios.

Medio Tipo Categoría Ancho de banda máximo teórico

Distancia máxima teórica

Cable coaxial de 50 ohmios.

10Base2 - 10 Mbps 185 m

Cable coaxial de 50 ohmios.

10Base5 - 10 Mbps 500 m

Cable de par trenzado no blindado (UTP).

10BaseT

Categoría 1 4 Mbps

100 m Categoría 3 16 Mbps

Categoría 5 100 Mbps

Cable de par trenzado no blindado (UTP)

100BaseTx Categoría 5 100 Mbps 100 m

Cable de par trenzado no blindado de (UTP)

1000Base-TX Categoría 5 1000 Mbps 100 m

Fibra óptica multimodo(62.5/125µm)

1000Base-FX - 100 Mbps 2000 m

Fibra óptica multimodo(9/125µm)

1000Base-LX - 1000 Mbps 5000 m

Tasa de transferencia Recordando el concepto de ancho de banda, como la medida de la cantidad de

información que puede atravesar por la red en un período dado de tiempo; y la tasa de

transferencia, que se refiere al ancho de banda real medido en un momento concreto del

día haciendo uso de rutas para transmitir un conjunto de datos. Como se mencionó

anteriormente, existen factores que determinan las medidas, y en el caso de la tasa de

transferencia algunos son:

PC cliente

El servidor

Otros usuarios de la red

Enrutamiento

Topología utilizada para el diseño de la red

Tipo de datos

Hora

El proceso de los servidores



Para entender la diferencia entre ancho de banda y tasa de trasferencia, imaginemos una

red LAN, su ancho de banda es 100 Mbps. Dos ordenadores transfieren un archivo pero

el rendimiento de los equipos es de 60 Mbps, añadiendo el proceso para encapsular la

información y los factores anteriormente mencionados. Por lo tanto, la velocidad de los

datos recibidos por el ordenador de destino debió haber sido, aproximadamente, menos

de 50 Mbps. Se puede afirmar lo siguiente:

Tasa de trasferencia ≤ Ancho de banda de un medio

Tiempo de Transferencia = tamaño del archivo / ancho de banda

(T=Tm/AB) Debe asegurarse de usar las mismas unidades en toda la ecuación. Por ejemplo, si el

ancho de banda se mide en megabits por segundo (Mbps), el tamaño del archivo debe

expresarse en megabits (Mb), y no en megabytes (MB).

El administrador de la red debe estar al pendiente de los factores que pueden afectar al ancho de banda y la trasferencia de datos; así como de los cambios en el rendimiento de la red, para que se realicen los cambios necesarios con el objetivo de aumentar la productividad de la red.

2.1.2. Velocidad de transmisión

La velocidad de transmisión es el tiempo que se tarda en enviar un paquete (desde el

primer bit al último), se mide en bits por segundo. Generalmente, y según el medio

utilizado, depende de la distancia entre terminales.

Es importante resaltar que la unidad de almacenamiento de información es el byte, que

equivale a 8 bits, por lo que a una velocidad de transmisión de 8 bps se tarda un segundo

en transmitir 1 byte.

Par trenzado

Generalmente, los pares trenzados se utilizan para las conexiones al conmutador digital o

a la PBX digital, con velocidades de 64 kbps. El par trenzado se utiliza también en redes

de área local dentro de edificios para la conexión de computadoras de escritorio. La

velocidad típica en esta configuración está en torno a los 10 Mbps. No obstante,

recientemente se han desarrollado redes de área local con velocidades entre los

100Mbps y 1Gbps mediante pares trenzados, aunque estas configuraciones están

bastante limitadas por el número de posibles dispositivos conectados y extensión

geográfica de la red. Para aplicaciones de larga distancia, el par trenzado se puede

utilizar a velocidades de 4 Mbps o incluso mayores (Stallings, 2004, p. 105).



El par trenzado es mucho menos costoso que cualquier otro medio de transmisión guiado

(cable coaxial y fibra óptica), y a la vez es sencillo de manejar. Ahora bien, comparado

con los anteriores está más limitado en términos de velocidad de transmisión y distancia

máxima (Stallings, 2004, p. 105).

Cable coaxial

El cable coaxial se usa para transmitir tanto señales analógicas como digitales, tiene una

respuesta en frecuencias mejor que la del par trenzado, permitiendo por tanto mayores

frecuencias y velocidades de transmisión. Por construcción el cable coaxial es mucho

menos susceptible que el par trenzado tanto a interferencias como a diafonía. Sus

principales limitaciones son la atenuación, el ruido térmico, y el ruido de intermodulación.

Este último aparece sólo cuando se usan simultáneamente sobre el mismo cable varios

canales (FDM) o bandas de frecuencias (Stallings, 2004, p. 108).

Para la transmisión de señales analógicas a larga distancia, se necesitan amplificadores

separados entre sí a distancias de pocos kilómetros, estando más alejados cuanto mayor

sea la frecuencia de trabajo. El espectro de la señalización analógica se extiende hasta

aproximadamente 500 MHz. Para la señalización digital, en cambio, se necesita un

repetidor aproximadamente cada kilometro, e incluso menos, cuanto mayor sea la

velocidad de transmisión (Stallings, 2004, p. 108).

El cable coaxial más usado en aplicaciones LAN es el lOBase5 y el lOBase2.

Cable Características

10-BASE-5

Cable coaxial grueso (Ethernet grueso).

Velocidad de transmisión: 10 Mbps.

Segmentos: máximo de 500 metros.

10-BASE-2

Cable coaxial fino (Ethernet fino).

Velocidad de transmisión: 10 Mbps.

Segmentos: máximo de 185 metros.

Fibra óptica

Una de las aplicaciones más importantes de la fibra óptica está en las redes de área

local. Se han desarrollado estándares y productos para redes de fibra óptica con

capacidades que van desde 100 Mbps hasta 1Gbps y a su vez permiten cientos, incluso

miles de estaciones en grandes edificios de oficinas.

Las ventajas de la fibra óptica respecto del par trenzado o del cable coaxial serán cada

vez más convincentes conforme la demanda de información multimedia vaya

aumentando (voz, datos, imágenes y video).



Microondas Terrestres

El rango de las microondas cubre un parte sustancial del espectro electromagnético. La

banda de frecuencias está comprendida entre 2 y 40 GHz. Cuanto mayor sea la

frecuencia utilizada, mayor es el ancho de banda potencial, y por tanto, mayor es la

posible velocidad de transmisión. En la tabla se indican diversos valores de velocidad de

transmisión de datos para algunos sistemas típicos.

Banda (GHz) Velocidad de transmisión (Mbps)

2 12

6 90

11 135

18 274

Las bandas más usuales en la transmisión a larga distancia se sitúan entre 4GHz y

6GHz. Debido a la creciente congestión que están sufriendo estas bandas, la banda de

11 GHz se está empezando a utilizar. La banda de 12 GHz se usa para proporcionar la

señal de TV a las cabeceras de distribución de TV por cable, en las que para llegar al

abonado se utiliza el cable coaxial. Finalmente, cabe citar que las microondas de altas

frecuencias se están utilizando para enlaces cortos punto a punto entre edificios. Para tal

fin, se usa generalmente la banda de 22 GHz. Las bandas de frecuencias superiores son

menos útiles para distancias más largas debido a que cada vez la atenuación es mayor.

Ahora bien, son bastante adecuadas para distancias más cortas. A frecuencias

superiores, las antenas son más pequeñas y más baratas.

Microondas por satélite El rango de frecuencias óptimo para la transmisión vía satélite está en el intervalo

comprendido entre 1 y 10 GHz. Por debajo de 1 GHz, el ruido producido por causas

naturales es apreciable, incluyendo el ruido galáctico, solar, atmosférico y el producido

por interferencias con otros dispositivos electrónicos. Por encima de los 10 GHz, la señal

se ve severamente afectada por la absorción atmosférica y por las precipitaciones.

La mayoría de los satélites que proporciona servicio de enlace punto a punto operan en

el intervalo entre 5,925 y 6,425 GHz para la transmisión desde las estaciones terrestres

hacia el satélite (canal ascendente) y entre 3,7 y 4,2 para la transmisión desde el satélite

hasta la tierra (canal descendente). Esta combinación se conoce como banda 4/6 GHz.



Nótese que las frecuencias ascendentes son diferentes de las descendentes. En una

transmisión continua y sin interferencias, el satélite no podrá transmitir y recibir en el

mismo rango de frecuencias. Así pues, las señales que se reciben desde las estaciones

terrestres en una frecuencia dada se deberán devolver en otra distinta (Stallings, 2004,

p. 117-118).

La banda 4/6 GHz está dentro de la zona óptima de frecuencias (de 1 a 10 GHz), ahora

bien su utilización exhaustiva ha llegado a la saturación. Debido a posibles interferencias

(por ejemplo, con microondas terrestres operando en ese mismo rango), las restantes

frecuencias del intervalo óptimo no se pueden utilizar. Por tanto, se han desarrollado

otras bandas alternativas como es la 12/24 GHz (el canal ascendente está situado entre

14 y 14,5 GHz, y la banda descendente está entre 11,7 a 14,2 GHz). En esta banda

aparecen problemas de atenuación que se deben solventar. No obstante, se pueden usar

receptores terrestres más baratos y de dimensiones más reducidas. Se ha diagnosticado

que esta banda también se saturará, por lo que se está proyectando la utilización de la

banda 19/29 GHz (en lace ascendente: desde 27,5 a 31 GHz; enlace descendente: de

17,7 a 21,2 GHz). En esta banda la atenuación es inclusión superior, por el contrario

proporcionará un ancho de banda mayor (2500 MHz comparados con los 500 MHz

anteriores), a la vez por los receptores pueden ser todavía más pequeños y económicos.

Merecen comentarse algunas propiedades peculiares de las comunicaciones vía satélite.

En primer lugar, debido a las grandes distancias involucradas, hay un retardo de

propagación aproximado del orden de un cuarto de segundo para la transmisión desde

una estación terrestre hasta otra pasando por el satélite. Este retardo es apreciable si se

trata de una conversación telefónica ordinaria. Pero además, estos retrasos introducen

problemas adicionales a la hora de controlar los errores y el flujo en la transmisión. En

segundo lugar, los satélites con microondas son intrínsecamente un medio „para

aplicaciones multidestino. Varias estaciones pueden transmitir hacia el satélite, e

igualmente varias estaciones pueden recibir la señal transmitida por el satélite.

Actividad 1. Características de trasmisión

Para realizar esta actividad, deberás ingresar a la actividad que se encuentra en el aula,

dentro de la pestaña de esta unidad, y realizar lo que ahí se te solicita.

2.2. Capacidad de un canal

Se denomina capacidad del canal a la velocidad con la que se pueden transmitir los datos

en un canal o ruta de comunicación de datos (Stallings, 2000).

Existen varios conceptos relacionados con la capacidad de un canal, que son:



La velocidad de transmisión de los datos: velocidad expresada en bits por segundo a la que es posible transmitir los datos.

El ancho de banda: está limitado por la naturaleza del medio de transmisión y el transmisor. Se mide en ciclos por segundo o hertzios (Hz).

La tasa de errores: tasa a la que ocurren errores. Cuando se recibe un “1” habiendo transmitido un “0” o viceversa, se considera que ha ocurrido un error.

El ruido: nivel de ruido a través del medio de transmisión.

Generalmente los servicios de comunicación son muy costosos, mientras mayor es el

ancho de banda requerido, mayor es su costo; por lo que es deseable hacer un uso

eficiente, en la medida de lo posible, del ancho de banda disponible. Es decir, que para un

ancho de banda dado sería conveniente incrementar la mayor velocidad de datos en la

medida de lo posible, sin superar la tasa de errores permitida. El principal inconveniente

para conseguir este propósito es el ruido.

2.2.1. Límite de Nyquist y Teorema de Shannon

Límite de Nyquist

En un canal exento de ruido la limitación en la velocidad de los datos está impuesta sólo

por el ancho de banda de la señal. Nyquist formalizó esta limitación, afirmando que la

velocidad de transmisión de la señal es , entonces una señal con frecuencias no

superiores a es suficiente para transportar esta velocidad de transmisión de la señal. Y

viceversa: dado un ancho de banda , la velocidad mayor de transmisión de la señal que

se puede conseguir es (Stallings, 2000).

Por ejemplo, en un canal de voz que se utiliza mediante un módem para transmitir datos

digitales con un ancho de banda de 3.100 Hz. La capacidad, del canal es

.

No obstante, se pueden usar señales con más de dos niveles, es decir, cada elemento de

señal puede representar a más de dos bits. La formulación de Nyquist para el caso de

señales multinivel es

donde es el número de señales discretas o niveles de tensión (Tanenbaum, 1997).

Por lo tanto, para un ancho de banda, la velocidad de transmisión de los datos puede

aumentar si se considera un número mayor de señales diferentes. Sin embargo, el

receptor deberá distinguir una de entre posibles señales, lo que supone una dificultad



mayor. Es importante mencionar que el ruido y otras dificultades en la línea de

transmisión limitarán el valor de .

Teorema de Shannon

La fórmula desarrollada por Claude Shannon relaciona la velocidad de transmisión, la tasa

de errores y el ruido a partir de la consideración de que la presencia del ruido puede

modificar uno o más bits mientras mayor sea la velocidad a la que se transmiten dichos

bits. Es decir, dado un nivel de ruido, cuanto mayor es la velocidad de transmisión, mayor

es la tasa de errores.

Un parámetro fundamental para la comprensión de este teorema es la relación señal-ruido

, que se define como el cociente entre la potencia de la señal y la potencia del ruido

presente en un punto determinado en el medio de transmisión (Stallings, 2000).

Esta expresión, muestra cuánto excede la señal al nivel de ruido. Un alto representa

una señal de alta calidad y la necesidad de un reducido número de repetidores.

Generalmente, el está dado en decibelios y se mide en el receptor, debido a

que es en el receptor donde se procesa la señal y se elimina el ruido.

Shannon estableció que la capacidad máxima del canal (máximo límite teórico), en bits

por segundo, está dada por la ecuación

Donde es la capacidad del canal en bits por segundo y es el ancho de banda

del canal en hertzios (Stallings, 2000).

La capacidad tal como se calcula en la fórmula anterior se denomina capacidad libre de

errores. Shannon probó que si la tasa de información real en el canal es menor que la

capacidad libre de errores, entonces es posible teóricamente usar una codificación de la

señal que consiga una transmisión exenta de errores a través del canal.

Ejemplo

Supóngase que el espectro de un canal está situado entre y y que la

es de . En este caso



Usando la fórmula de Shannon se tiene que

El resultado anterior es el límite teórico que se puede alcanzar. Según la fórmula de

Nyquist, ¿cuántos niveles de señalización se necesitarán? Se tiene que

Actividad 2. Capacidad de un canal

Ingresa a la actividad en el Aula y realiza lo que ahí se te indica.

2.2.2. Espectro Electromagnético

El Espectro Electromagnético es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas

posibles. El espectro electromagnético de un objeto es la distribución característica de la

radiación electromagnética de ese objeto (W.Stallings).

En la siguiente imagen se muestra el espectro electromagnético, así como la frecuencia

en la que operan diferentes técnicas de transmisión sobre medios guiados y no guiados.



Diagrama del espectro electromagnético (Glover & Grant, 1998).

En los medios de transmisión guiados, la capacidad de transmisión, en términos de

velocidad o ancho de banda, depende drásticamente de la distancia y del medio (si se usa

para un enlace punto a punto o multipunto). A continuación se indican las características

de los medios guiados más comunes para aplicaciones punto a punto de larga distancia.

Medio de Transmisión

Rango de frecuencias

Atenuación típica Retardo Típico

Separación entre repetidores

Par trenzado (con carga)

0 para 3,5 kHz 0,2 dB/km @ 1 kHz 50 s/Km 2km

Pares trenzados (Múltiples cables)

0 para 1MHz 3dB/km @ 1kHz 5 /Km 2km

Cable coaxial 0 para 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz 4 /km 1 para 9 km

Fibra óptica 180 para 370 THz 0,2 para 0,5 dB/km 5 /km 40 Km

Tabla de características de transmisión de medios guiados punto a punto (Glover y Grant, 1998).

En medios no guiados, tanto la transmisión como la recepción se llevan a cabo mediante

antenas. En la transmisión, la antena radia energía electromagnética en el medio

(normalmente el aire), y en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del

medio que la rodea. A continuación se resumen las características de transmisión en

medios no guiados.



Banda de Frecuencia

Nombre

Datos analógicos Datos digitales

Aplicaciones principales Modulación

Ancho de banda

Modulación Velocidad de transmisión

30-300 kHz LF (frecuencia baja)

Normalmente no se usa

ASK,FSK,MSK

0,1 a 100 bps Navegación

300-3000 kHz MF (frecuencia media)

AM 4 kHz ASK,FSK,MSK

10 a 1,000 bps

Radio

AM comercial

3-30 MHz HF (frecuencia alta)

AM,SSB 4 kHz ASK,FSK,MSK

10 a 3000 bps

Radio de onda corta

30-300 MHz VHF(frecuencia muy alta)

AM,SSB;FM 5 kHz para 5 MHz

FSK,PSK 100 kbps

Televisión VHF,

Radio FM comercial

300-3000 MHz UHF (frecuencia ultra alta)

FM,SSB 20 MHz PSK 10 Mbps

Televisión VHF,

microondas terrestres

3-30 GHz SHF (frecuencia súper alta)

FM 500 MHz

PSK 100 Mbps

Microondas terrestres,

Microondas por satélite

30-300 GHz

EHF

(frecuencia extremadamente alta)

FM 1 GHz PSK 750 Mbps

Enlaces punto a punto cercanos experimentales

Tabla de características de transmisión de medios no guiados (Glover & Grant, 1998).

Otro rango de frecuencias importante, para las aplicaciones de cobertura local, es la zona

de infrarrojos del espectro definida aproximadamente por el rango de frecuencias

comprendido entre los 3x1011 hasta los 2x1014 Hz. Los infrarrojos son útiles para las

conexiones locales punto a punto así como para las aplicaciones multipunto.

Actividad 3. ¿Qué es la modulación y dónde se utiliza?



Esta actividad pretende qué pongas en práctica lo aprendido acerca de la modulación, para conocer las indicaciones de su realización, ingresa al aula.

Evidencia de aprendizaje. Medios de transmisión

Ha llegado el momento de realizar la Evidencia de aprendizaje, la cual tiene como

finalidad:

1. Identificar el ancho de banda de algunos medios de comunicación.

2. Distinguir detalles del espectro de frecuencia.

3. Identificar los rangos de frecuencia dentro del espectro electromagnético.

4. Determinar los tipos de modulación.

Autorreflexión No olvides ingresar al Foro de Preguntas de autorreflexión, dónde tu Facilitador(a) te

proporcionará las líneas de reflexión del aprendizaje correspondiente a la unidad 1.

Una vez que reflexionaste sobre tu aprendizaje, debes entregar tu reporte en la

herramienta de Autorreflexiones, recuerda subir tu archivo después de asegurarte de éste

sea la versión final.

Es importante que entregues solo un archivo por unidad, para que sea considerada la

entrega y obtener el 10% correspondiente.

Cierre de la unidad Ahora has adquirido los conocimientos para identificar los medios de transmisión de

información alámbricos e inalámbricos, para distinguir su uso a través de sus

características y capacidades

Para saber más… La espectroscopia surgió con el estudio de la interacción entre la radiación y la materia como función de la longitud de onda (λ). Con la finalidad de enriquecer este tema te presentamos el siguiente vínculo http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico



Fuentes de consulta

Bibliografía básica

Bernardo, F. (2005). El espectro electromagnético y sus aplicaciones. Venezuela:

Escuela Venezolana para la Enseñanza de la Química.

Cisco Systems, Inc. (2007). Aspectos Básicos de Networking. CNNA Exploration

v4.0.

Cisco Systems, Inc. (s.f.). Conceptos Básicos de Networking. CNNA 1 v3.1.

Glover,I., & Grant, P. (1998). Digital Communications. Upper Saddle River, NJ:

Prentice Hall.

Romero, T. C., Barbanacho Concejero, J., Benjumea Mondéjar, J., & Rivera

Romero, O. (2010). Redes Locales. Paranifo

Stallings, W. (2004). Comunicaciones y Redes de Computadores. Madrid: Pearson

Education.

Tanenbaum, A. (2006). Redes de ordenadores. Prentice Hall.

Bibliografía complementaria

Barcelo, O.J. M., Íñigo, G. J., Abella, F. J., Corral, T. G., Peig, O. E. (2009).

Estructura de redes de computadores. Catalunya. Editorial UOC.

Herrera, P. E. (2003). Tecnologías y redes de transmisión de datos. México.

Editorial Limusa.

Tomas, W. (2003). Sistemas de comunicaciones electrónicas. México. Editorial

Pearson Educación.

Unidad 2. Medios de Transmision (1)

Documents

Transcript of Unidad 2. Medios de Transmision (1)