Ingenieria De Las Telecomunicaciones

INTRODUCCION

El desarrollo de las telecomunicaciones en la actualidad, hace mucho más fácil hallar respuestas a la necesidad de interactuar mediante la comunicación y transmisión de datos y señales, sin importar la distancia a la que nos encontremos, gracias a los medios de transmisión.

El análisis de conceptos claves, como la capa física, los medios de transmisión, la modulación y más, hace mayor la comprensión de los mismos y sus diferentes aplicaciones.

Con el desarrollo de esta actividad, realizada gracias a la entereza de todos y cada uno de los integrantes del grupo colaborativo esperamos que los conocimientos adquiridos que sabemos nos sean de gran utilidad para nuestro desarrollo intelectual.

OBJETIVOS

Objetivos generales

_ Conocer e identificar las clases de señales existentes en diferentes medios de transmisión

Objetivos específicos

_Distinguir los diferentes tipos de señales existentes en la actualidad.

_ Conocer los diferentes medios de transmisión y sus características.

_ Conocer las utilidades de los diferentes medios de transmisión.

DESARROLLO ACTIVIDADES TRABAJO COLABORATIVO 2

b) MEDIOS DE TRASMISION INVOLUCRADOS EN LA SOLUCION DEL PROBLEMA

Los medios de trasmisión se clasifican en guiados y no guiados

Medios de transmisión: Medios de transmisión son la capa física por la que circula la señal: por ejemplo, los cables en comunicaciones alámbricas o el aire en las inalámbricas. Por cable se entiende como la agrupación de varios conductores metálicos aislados entre si, o de fibra óptica, que posibilitan la transmisión de señales eléctricas u ópticas.

Clasificación:

_ Cables de pares trenzados:

1. UTP

2. STP

3. FTP

_ Cables coaxiales:

1. Grueso calibre (el de la antena parabólica o troncal de video)

2. Delgado calibre (el de televisión)

_ Cables de fibra óptica:

1. Monomodo

2. Multimodo

_ Inalámbricos

1. Sistemas radio terrestres

2. Infrarrojos

3. Radio UHF

4. Microondas

5. Laser

6. Satélites artificiales

Definiciones:

Cables de pares trenzados:

Cada cable de este tipo está compuesto por una serie de pares de conductores aislados trenzados. Los pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número de cables físicos que se introducen en un conducto. El número de pares por cable son 2, 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares es superior a 4 se habla de cables multipar.1. Cable UTP

Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en inglés UTP (Unshield Twiested

Las mayores ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración.

Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no apantallado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado.

2. Cable STP (apantallado)Shielded Twisted Pair. Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lámina apantallante. Se referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP (Shield Twiested Pair / Par Trenzado Apantallado).

El empleo de una malla apantallante reduce la tasa de error, pero incrementa el coste al requerirse un proceso de fabricación más costoso.

3. Cable FTP (uniforme)Foiled Twisted Pair. Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un apantallamiento global de todos los pares mediante una lámina externa apantallante. Esta técnica permite tener características similares al cable apantallado con unos costes por metro ligeramente inferior. Este es usado dentro de la categoría 5 y 5e (Hasta 100 MHz).

_ Cable Coaxial

Este tipo de cable está compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este tipo de cables es el coaxial de televisión.1. Sistemas híbridos Fibra óptica/Coaxial

Como medio de transmisión, la fibra óptica tiene muchas ventajas sobre el cable coaxial. Tiene más ancho de banda, es más inmune al ruido, y atenúa las señales mucho menos que el coaxial. Y sin embargo, la fibra no es significativamente más cara que el coaxial.

_Las conexiones y los puntos finales de banda ancha de las redes de fibra óptica son muchos más caros que con coaxial. Las fuentes ópticas y receptores que envían y reciben señales eléctricas en la red de fibra aumentan de forma alarmante los costos sin contar el costo de los procesos de conexión.

Los sistemas HFC usan la fibra en este sentido. Las partes troncales de la red, donde hay largas distancias de cable con pocas ramificaciones, están reemplazadas con fibra y el circuito de distribución con toda su ramificación hacia vecindarios es un sistema coaxial.

_ Tipos de fibra óptica

Básicamente, existen dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo. La fibra óptica multimodo es adecuada para distancias cortas, como por ejemplo redes LAN o sistemas de video vigilancia, mientras que la fibra óptica monomodo está diseñada para sistemas de comunicaciones ópticas de larga distancia.

1. Fibra óptica multimodo

Este tipo de fibra fue el primero en fabricarse y comercializarse. Su nombre proviene del hecho de que transporta múltiples modos de forma simultánea, ya que este tipo de fibra se caracteriza por tener un diámetro del núcleo mucho mayor que las fibras monomodo. El número de modos que se propagan por una fibra óptica depende de su apertura numérica o cono de aceptación de rayos de luz a la entrada. El mayor diámetro del núcleo facilita el acoplamiento de la fibra, pero su principal inconveniente es que tiene un ancho de banda reducido como consecuencia de la dispersión modal. Los diámetros de núcleo y cubierta típicos de estas fibras son 50/125 y 62,5/125 mm.

Existen dos tipos de fibra óptica multimodo: de salto de índice o de índice gradual. En el primer caso, existe una discontinuidad de índices de refracción entre el núcleo (n1 = cte.) y la cubierta o revestimiento de la fibra (n2 = cte.). Por el contrario, en el segundo caso la

variación del índice es gradual. Esto permite que en las fibras multimodo de índice graduallos rayos de luz viajen a distinta velocidad, de tal modo que aquellos que recorran mayor distancia se propaguen más rápido, reduciéndose la dispersión temporal a la salida de la fibra.Fibra óptica multimodo de salto de índice

Fibra óptica monomodo

Las fibras ópticas monomodo tienen un diámetro del núcleo mucho menor, lo que permite que se transmita un único modo y se evite la dispersión multimodal. Los diámetros de núcleo y cubierta típicos para estas fibras son de 9/125 mm. Al igual que las fibras multimodo, las primeras fibras monomodo eran de salto de índice, si bien en la actualidad existen diseños bastante más complejos del perfil de índice de refracción que permiten configurar múltiples propiedades de la fibra. Las fibras

Fibra óptica monomodo

2. Fibra óptica monomodo estándar (Standard Single-Mode Fiber, SSMF):

Esta fibra se caracteriza por una atenuación en torno a los 0,2 dB/km y una dispersión cromática de unos 16 ps/km-nm en tercera ventana (1550 nm). La longitud de onda de dispersión nula se sitúa en torno a los 1310 nm (segunda ventana) donde su atenuación aumenta ligeramente. Está normalizada en la recomendación ITU G.652 y existen millones de km de este tipo de fibra instalados en redes ópticas de todo el mundo, que se benefician de sus bajas pérdidas a 1550 nm y de la utilización de los amplificadores ópticos de fibra dopada con erbio (EDFA). Algunos ejemplos de este tipo de fibra serían: SMF-28 (Corning) y AllWave (Lucent). En el segundo caso, además, la fibra se caracteriza por eliminar el pico de absorción de OH, por lo que dispone de una mayor anchura espectral para la transmisión en sistemas multicanal CWDM.

Fibra óptica de dispersión desplazada (Dispersion-Shifted Fiber, DSF): Mediante la modificación geométrica del perfil de índice de refracción, se puede conseguir desplazar la longitud de onda de dispersión nula a tercera ventana, surgiendo de este modo las fibras de dispersión desplazada. Sus pérdidas son ligeramente superiores (0,25 dB/km a 1550 nm), pero su principal inconveniente proviene de los efectos no lineales, ya que su área efectiva es bastante más pequeña que en el caso de la fibra monomodo estándar. Luego este tipo de fibras no son en principio adecuadas para sistemas DWDM, ya que el fenómeno no lineal de mezclado de cuatro ondas (FWM) produce degradaciones significativas.

Este tipo de fibras se describe en la recomendación ITU G.653.

Fibra óptica de dispersión desplazada no nula (Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber, NZDSF):

Para resolver los problemas de no linealidades de la fibra de dispersión desplazada surgieron este tipo de fibras, que se caracterizan por valores de dispersión cromática

reducidos pero no nulos. En el mercado se pueden encontrar fibras con valores de dispersión tanto positivos (NZDSF+) como negativos (NZDSF-), con el fin de ser utilizadas en sistemas de gestión de dispersión. En la recomendación ITU G.655 se puede encontrar información sobre este tipo de fibras. Algunos ejemplos de este tipo de fibras serían: LEAF (Corning), True-Wave (Lucent) y Teralight (Alcatel).

Fibra óptica compensadora de dispersión (Dispersion Compensating Fiber, DCF):

Este tipo de fibra se caracteriza por un valor de dispersión cromátiva elevado y de signo contrario al de la fibra estándar. Se utiliza en sistemas de compensación de dispersión, colocando un pequeño tramo de

DCF para compensar la dispersión cromática acumulada en el enlace óptico. Como datos negativos, tiene una mayor atenuación que la fibra estándar (0,5 dB/km aprox.) y una menor área efectiva.

Fibra óptica mantenedora de polarización (Polarization-Maintaining Fiber, PMF):

Es otro tipo de fibra monomodo que se diseña para permitir la propagación de una única polarización de la señal óptica de entrada. Se utiliza en el caso de dispositivos sensibles a la polarización, como por ejemplo moduladores externos de tipo Mach-Zehnder. Su principio de funcionamiento se basa en introducir deformaciones geométricas en el núcleo de la fibra durante el proceso de fabricación para conseguir un comportamiento birrefringente.

Fibra óptica de plástico (Plastic Optical Fiber, POF)

Las fibras ópticas de plástico constituyen una solución de bajo coste para realizar conexiones ópticas en distancias cortas, como por ejemplo en el interior de dispositivos, automóviles, redes en el hogar, etc.

Se caracterizan por unas pérdidas de 0,15-0,2 dB/m a 650 nm (se suele emplear como transmisor un LED rojo) y por un ancho de banda reducido como consecuencia de su gran

apertura numérica (diámetros del núcleo del orden de 1 mm), pero por otra parte ofrecen como ventajas un manejo e instalación sencillos y una mayor robustez. Como ejemplo, las pérdidas que se producen son muy bajas con radios de curvatura de hasta 25 mm, lo que facilita su instalación en paredes y lugares estrechos.

Además, avances recientes están propiciando mayores anchos de banda y distancias.

Fibra óptica de cristal fotónico

Recientemente han surgido un nuevo tipo de fibras de sílice caracterizadas por una microestructura de agujeros de aire que se extiende a lo largo de la misma. Su inusual mecanismo de guiado, basado en el denominado guiado intrabanda, hace que presenten toda una serie de propiedades únicas que las diferencian de las fibras ordinarias. Entre estas propiedades, destaca la posibilidad de construirlas con núcleos de tamaño muy pequeño para acrecentar los efectos no lineales, así como con bandas de propagación monomodo muy extensas. Además, la dispersión cromática de estas fibras puede ajustarse mediante eldiseño adecuado de su geometría, o sea de su microestructura, pudiendo obtenerse valores inalcanzables con la tecnología de fibra óptica convencional.

Fibra óptica de Cristal fotónico

Los sistemas Radio Terrestres

El medio de transmisión en los enlaces de rad

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