Tema II

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Canales de Transmisión de datos
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica

• Tema II

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Sumario

1. Conceptos y Terminología útiles
2. Transmisión de datos analógicos y digitales
3. Perturbaciones en la transmisión
4. Medios de Transmisión
5. Trabajo Complementario

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Señalización Analógica
4
Señalización analógica y digital de datos
analógicos y digitales
5
Señalización analógica y digital de datos
analógicos y digitales
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Transmisión de datos analógicos y digitales
TRANSMISION ANALOGICA Y DIGITAL
Datos de Entrada
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Transmisión de datos analógicos y digitales
TRANSMISION ANALOGICA Y DIGITAL
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Perturbaciones en la Transmisión

• Las perturbaciones más significativas son
• La atenuación y la distorsión de atenuación
• La distorsión de retardo
• El ruido

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MEDIOS DE TRANSMISION
Una forma simple de definir un medio de
transmisión podría ser Es el medio físico a
través del cual viaja la señal desde el
Transmisor hasta el Receptor
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MEDIOS DE TRANSMISION
Se clasifican como Guiados es el que brinda un
camino que conduce la señal de emisor a receptor.
Ejemplo cables, F.O, guías de ondas, etc. No
Guiados son aquellos que utilizan el aire, el
vacío, el agua o la tierra como medio de
transmisión.
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ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
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Medios de Transmisión Guiados
Conclusión La capacidad de transmisión en
términos de velocidad de transmisión o ancho de
banda, depende de la atenuación.
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Medios de Transmisión Guiados
EL CABLE PAR TRENZADO
Aplicaciones Redes telefónicas, redes de
distribución de interiores, redes LAN
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Medios de Transmisión Guiados
PAR TRENZADO
a) Puede ser apantallado, conocido como STP
(Shielded Twisted Pair), que evita con una
pantalla puesta a tierra, las interferencias
externas.
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Medios de Transmisión Guiados
PAR TRENZADO
b) Sin pantalla, conocido como UTP (Unshielded
Twisted Pair), no posee pantalla y es muy
económico.
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Comparación entre UTP y STP
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Categorías y clases de UTP
Categorías según estándar EIA-568-A
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Cable Coaxial
Es un conductor cilíndrico, el cual posee un
conductor central, rodeado por un conductor
externo, el cual normalmente es una malla
entretejida. El conductor central se mantiene
en su posición mecánicamente por varios
procedimientos según sea el uso o aplicación.
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Cable Coaxial
Partes que constituyen al cable coaxial
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Aplicaciones del Cable Coaxial

• Por ser un medio muy versátil, se usa en
• Sistemas de televisión, incluso distribución
• Sistemas de transmisión entre centrales
  telefónicas
• Redes de área local
• Transmisión digital de corta distancia
• Sistemas de Audio

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Características del Cable Coaxial

• PARA SISTEMAS ANALOGICOS
• Amplificadores cada pocos kilómetros
• Útiles hasta unos 500 Km.
• Económicos y fáciles de instalar.

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Características del Cable Coaxial

• SISTEMAS DIGITALES
• Repetidores cada 1 Km.
• Por el tipo de conectores empleados, dá muchos
  problemas en las redes LAN
• Han sido reemplazados por el cable UTP en
  aplicaciones de redes.

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Tipos de Cables Coaxiales

• Existen distintos tipos de cables coaxiales,
  entre los que destacan los siguientes

Nombre Impedancia Conector Uso
Se denomina cable coaxial grueso 50 ohmios Tipo N. Cable estándar ethernet, de tipo especial conforme a las normas IEEE 802.3 10 base5
RG-58 50 ohmios Tipo BNC. El Cable coaxial ethernet delgado,
RG-62 93 ohmios Tipo BNC Es el cable estándar utilizado en la gama de equipos 3270 de IBM, y también en la red. ARCNET
RG-59 75 ohmios Conectores DNC y TNC Este tipo de cable lo utiliza en versión doble, la red WANGNET
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Tipos de Cables Coaxiales

• Cable coaxial grueso, era el cable más utilizado
  en LAN en un principio y que aún hoy sigue
  usándose en determinadas circunstancias.
• Cable coaxial delgado, surgió como alternativa
  al cable anterior, al ser barato y fácil de
  instalar, sin embargo sus propiedades de
  transmisión ( perdidas en empalmes y conexiones,
  distancia máxima de enlace, etc ) son inferiores
  a el cable coaxial grueso.

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Fibra Óptica
Es un medio de transmisión constituido por un
medio fino y flexible, capaz de confinar un haz
luminoso para transportar información.
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Fibra Óptica
El núcleo (core), es la parte interior de la
fibra, que esta fabricado por un material
dieléctrico . El revestimiento (cladding), que
envuelve al núcleo, fabricado con materiales
similares al núcleo pero con un índice de
refracción menor, para que se produzca el
fenómeno de la reflexión total interna. Gracias a
este fenómeno los rayos de luz que entran en la
fibra hasta, cierto ángulo, quedán confnados en
el núcleo de ésta siendo guiados por la fibra
hasta el otro extremo. La camisa o cubierta,
generalmente fabricada en plástico que protege
mecánicamente a los dos anteriores
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Beneficios de la Fibra Óptica

• Gran capacidad
• Poco tamaño y peso
• Poca atenuación
• No perturbada por los campos magnéticos
• Grandes distancias entre repetidores

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Modos de transmisión en la Fibra Óptica
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Modos de transmisión en la Fibra Óptica
Fibra monomodo. Como su nombre indica en estas
fibra sólo se propaga un modo por lo que se evita
la dispersión modal, debida a la diferencia de
velocidad de propagación de los modos que se
transmiten por la fibra. Fibra multimodo. A
diferencia de las anteriores, en ellas se pueden
propagar varios modos de forma simultánea.
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Modos de transmisión en la Fibra Óptica
31
Rangos de Frecuencias para utilización en Fibra
Óptica
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Comparación entre medios de TX
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Conectores de fibra óptica
En el mercado existen una gran variedad de
conectores de fibra óptica debido a la
complejidad del problema sobre las propiedades de
la fibra ópitca. La gran mayoria de los
conectores actuales tiene algunos elementos
comunes como se muestra en el conector genérico
de la figura.
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Conectores de fibra óptica
La fibra se monta a lo largo de la férula, un
cilíndro de cerámica cuyo diámetro coíncide con
el diámetro del revestimiento de la fibra, cuya
misión es alinear y proteger mecánimaente a la
fibra. El extremo final de la fibra llega al
final de la férula, que suele ser pulido y
alisado. El pulido de la férula es puede ser de
dos formas PC, Physical Contact , o APC, Angled
Physical Contact
Los emplames mecánicos o manuales, que pueden ser
tanto temporales como permanentes, son muy
rápidos de realizar pues se requiere ningún
equipamiento especial, tan sólo una cortador que
permita hacer un corte recto en los extremos de
la fibras que se quieren unir.
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(No Transcript)
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Cables de fibra óptica
Cable de estructura holgada se suelen agrupar en
grupos de 6, 8, 10 o 12 fibras. Se alojan dentro
de un protección secundaria de un diametro de
entre 1 y 3mm, y un espesor de 0.25mm. Este puede
estar hueco (con aire) o bien relleno de un gel
(grasa de silicona) que evita la entrada de agua.
A su vez, como se muestra en la siguiente figura,
esta protección secundaria puede ir junto con
otras y un elemento de refuerzo central dentro de
una coraza de hilos de aramida e hilos rasgados
rellena con un gel. Todo el conjunto está rodeado
por una funda protectora de polietileno o PVC.
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Cables de fibra óptica
Cable de estructura densa En un cable de
estructura densa, cada fibra optica esta ceñida a
su protección secundaria que consiste en una
cubierta plástica con un diametro de 900µm y un
espesor de entre 0.5 y1mm, como se muestra en la
figura. La misión de esta protección ceñida es
proporcionar soporte y protección a cada fibra
individualmente, además de identificar cada fibra
por el color de su recubrimiento.
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La sensibilidad a la curvatura
Al curvarse la fibra óptica se produce una
atenuación adicional, pues ciertos modos se
escapan del núcleo. Como se muestra en la figura
siguiente estas pérdidas varían exponenecialmente
con la curvatura y no son apreciables hasta
apartir de un ángulo críctico.
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Consideraciones en Fibra Óptica

• Actúa como guía de ondas para señales entre 1014
  a 1015 Hz
• Incluye porciones de luz visible e infrarrojo
• Utiliza diodos LED (Light Emitting Diode)
• Amplio rango operativo de temperatura
• Utiliza Injection Laser Diode (ILD)
• Más eficiencia
• Mayor rata de transmisión
• Se puede emplear WDM (Wavelength Division
  Multiplexing) para aumentar la cantidad de
  información transmitida

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Aplicaciones de la Fibra Óptica

1. Transmisión a grandes distancias
2. Transmisiones metropolitanas
3. Acceso a áreas rurales
4. Bucles de abonados
5. Redes de área local (LAN)
6. Aplicaciones especiales

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Transmisión Inalámbrica(No Guiados)
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Transmisión Inalámbrica

• Se tienen diferentes alternativas
• Sistemas de Microondas Terrestres
• Sistemas de Microondas Satelitales
• Sistemas de Ondas de Radio

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Conectores

• La utilización de los conectores parece muy
  sencilla, pero todo se complica por el hecho de
  que no existe una regulación que especifique como
  deben ser los conectores. Esto trae consigo que
  existan muchos modelos distintos de conectores.
• BNC
• Las siglas provienen del inglés Bayonet Neill
  Concelman y es un conector para cable coaxial.
  Sus inventores fueron Paul Neill y Amphenol Carl
  Concelman, de los cuales debe su nombre. Su
  primer uso fue en las redes de ethernet en los
  años ochenta.

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Conectores

• RCA
• Debe su nombre a las siglas Radio Corporation
  of America, ya que fueron ellos quienes lo
  introdujeros en la década de los cuarenta. Es uno
  de los conectores más comunes en el ámbito
  audiovisual y en muchas áreas ha sustituido al
  Jack, sobretodo en la señal de imagen.

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Conectores

• N - Navy (marina)
•  Es el conector mas habitual en las antenas de
  2.4 GHz (recordad que esta frecuencia es la
  especifica para el estándar 802.11b/g, para el
  estándar 802.11a nos encontramos con la 5Ghz.
  Dicho estándar esta en desuso y en el mercado la
  mayoría de dispositivos se centran en el 802.11g.
  Trabaja bien con frecuencias de hasta 10GHz. Es
  un conector de tipo rosca. Estos conectores tiene
  un tamaño apreciable y, a veces se confunden con
  los conectores UHF

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Conectores

• TNC (Threaded BNC)
• Conector BNC roscado. Es una versión roscada del
  conector BNC. Este tipo de conector es apto para
  frecuencias de hasta 12GHz.
• SMA (Sub-Miniature Connect)
• Conector subminiatura. Son unos conectores muy
  pequeños, van roscados y trabajan adecuadamente
  con frecuencias de hasta 18GHz. Dentro de este
  tipo, nos encontramos con una subclase que son
  los llamados reverse (RP-SMA), y estos últimos
  son las mas utilizados en la mayoría de las
  tarjetas inalámbricas con interfaz PCI.

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Conectores

• SMC
•  Se trata de una versión todavía mas pequeña de
  los conectores SMA. Son aptos para frecuencias de
  hasta 10GHz. Su mayor inconveniente es que solo
  son utilizables con cables muy finos (con alta
  perdida). El conector SMB es una versión del SMC
  con la ventaja que se conecta y desconecta mas
  fácilmente.

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Actividades Complementarias

1. Realice una lectura de estos temas en el
   material entregado.
2. Repase los tópicos relacionados y que fueron
   proporcionados en Comunicaciones.
3. Desarrolle los ejemplos resueltos.
4. Resuelva los problemas propuestos.

49
Gracias...

• Fin Tema II

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Perturbaciones en la Transmisión

• ATENUACION
• Se habla de atenuación, cuando la energía de la
  señal decae con la distancia en cualquier medio
  de transmisión.
• Se puede determinar por la ecuación

P1000 potencia de referencia para una potencia
conocida a 1000 Hz Pf potencia medida para una
frecuencia f cualquiera
51
Perturbaciones en la Transmisión
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Perturbaciones en la Transmisión

• DISTORSION DE RETARDO
• Se debe al hecho que la velocidad de propagación
  de la señal en el medio, varía con la frecuencia.
  Para una señal de banda limitada, la velocidad
  tiende a ser mayor cerca de la frecuencia central
  y disminuye al acercarse a los extremos de la
  banda.
• De acuerdo con esto, las distintas componentes en
  frecuencia llegarán al receptor en diferentes
  instantes de tiempo.

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Perturbaciones en la Transmisión
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Perturbaciones en la Transmisión

• RUIDO
• Son todas las señales que se agregan a la señal
  transmitida en el sistema de transmisión y que
  son indeseables.
• Puede ser
• RUIDO TERMICO
• RUIDO DE INTERMODULACION
• DIAFONIA
• RUIDO IMPULSIVO

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Perturbaciones en la Transmisión

• RUIDO TERMICO debido a la agitación térmica de
  los electrones. No se puede eliminar.
• RUIDO DE INTERMODULACION es la aparición de
  señales a frecuencias que sean suma o diferencia
  de las dos frecuencias originales, o múltiplos de
  estas.

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Perturbaciones en la Transmisión

• DIAFONIA se origina por acoplamientos no
  deseados entre las líneas que transportan las
  señales, originando señales inducidas que se
  agregan a la señal enviada.
• RUIDO IMPULSIVO son picos o pulsos de corta
  duración y amplitud grande. Debido a su corta
  duración tienen un ancho de muy grande lo cual
  afecta la señal transmitida.

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Perturbaciones en la Transmisión
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Microondas Terrestres
Los sistemas de microondas terrestres son
sistemas de transmisión/recepción de
informaciones que operan en el rango de las
microondas, es decir por encima de 1 GHz. Emplean
antenas parabólicas y guías de ondas.
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Microondas Terrestres
La Distancia entre antenas, se estima como
D en kilómetros, h altura en metros y K factor de
corrección, normalmente se emplea K4/3
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Microondas Terrestres
Las Pérdidas en el enlace, se estiman
L perdidas en dB, d distancia en metros, ?
longitud de onda en metros
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Microondas Terrestres
Prestaciones de microondas digitales
Banda (GHz) B (MHz) R (Mbps)
2 7 12
6 30 90
11 40 135
18 220 274
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Microondas Satelitales
El enlace utiliza un satélite como paso
intermedio entre emisor y receptor
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Microondas Satelitales
Es útil para cubrir muy grandes distancias,
incluso de un continente a otro.
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Microondas Satelitales
Por la naturaleza del medio de transmisión, se
ocasiona un retardo considerable en la señal de
ida y vuelta.
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Microondas Satelitales

• Elementos de un sistema de enlace por satélite
• Estación Terrena Antena, convertidor de
  frecuencia, receptor y transmisor.
• Segmento Espacial enlace ascendente y enlace
  descendente.
• Satélite

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Microondas Satelitales
Elementos de un sistema de enlace por satélite
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Microondas Satelitales

• Órbitas Satelitales
• Órbita Baja 640 a 1800 km
• Órbita Media gt 9.800 km
• Órbita Geoestacionaria 36.000 km
• Órbita Elíptica

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Microondas Satelitales
Enlaces Satelitales Múltiples
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Sistemas de Ondas Radio
Estos sistemas tienen como característica que
utilizan el aire como medio de propagación.
Estas ondas son menos directivas que las de
microondas empleadas en los satélites. Operan
en las bandas de MF (300 a 3000 KHz), VHF (30 a
300 KHz) y UHF (300 a 3000 KHz)
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Sistemas de Ondas Radio
Avance de la transmisión
La atenuación está dada por
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Sistemas de Ondas Radio
Como se propagan las ondas de radio?
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Sistemas de Ondas Radio
La multi-trayectoria
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Sistemas de Ondas Radio
Las antenas utilizadas son pequeñas, fáciles de
instalar y en varios casos se pueden lograr
patrones de radiación directivos. El ancho de
banda de esta gama de frecuencias permiten la
transmisión de señales de anchos de bandas
moderados a altas velocidades.