República Bolivariana de VenezuelaMinisterio de Educación Superior

1era. Aldea Universitaria de GirardotCátedra: Redes de Telecomunicaciones

Maracay – Edo. Aragua

Medios de Transmisión

Integrantes:

Militza Guenua 15.687.018Kerllys Franco 13.455.282Norys Díaz 10.757.754Gustavo Mendoza

9.971.468Joel Carrasquel 9.671.162Carlos Falcón

9.684.695

Ing. Oswaldo PalomaresCarrera: Ing. en Sistemas

Agosto 2009

Introducción

Como futuros Ingenieros de Sistemas, es importante comenzar a apropiarnos de los términos con los cuales estaremos relacionados y que estudiaremos en nuestro trabajo. Los medios son vías por el cual transmitimos información en forma de señales desplazándose desde un host emisor a un host de destino, siendo el medio el puente necesario para esto. La elección del medio de transmisión apropiado para la red depende de requerimientos de: Seguridad, Velocidad, Transmisión, Atenuación, Características de los dispositivos o equipos a conectar e Inmunidad al ruido.

Los medios de transmisión se clasifican en confinados y no confinados. En ambos casos, la comunicación se lleva a cabo con ondas electromagnéticas. En los medios confinados las ondas se confinan en un medio sólido, como por ejemplo: un par trenzado, un cable coaxial o una fibra óptica. La atmósfera o espacio exterior son ejemplos de medios no confinados, que proporcionan un medio de transmitir las señales pero sin confirmarlas; este tipo de transmisión se denomina inalámbrica. Los tipos principales de medios físicos son el cableado de cobre, el cableado de fibra óptica y la propia atmósfera, usada en transmisiones sin cable, mediante radiofrecuencias, satélites, etc.

La comunicación es la transferencia de información desde un lugar a otro. Por otra parte la información es un patrón físico al cual se le ha asignado un significado comúnmente acordado. El patrón debe ser único "separado y distinto", capaz de ser enviado por un transmisor y capaz de ser detectado y entendido por un receptor. La información es transmitida a través de señales eléctricas o por medio de señales ópticas a través de un canal de comunicación o medio de transmisión.

Muchos factores influyen en la elección del correcto medio de transmisión. Algunos factores son obvios como lo son los económicos; otros factores son de naturaleza técnica; mientras que todavía otros factores están relacionados directamente a los servicios y al medio en los cuales los servicios van a ser provistos.

Las Microondas han sido un canal o medio comparable con los cables coaxiales. La ventaja clave de este medio es el bajo costo por milla de canal, especialmente en sistema de alta capacidad. Suficiente margen de ganancia es provisto para cuidar el desvanecimiento de la señal durante condiciones pobres de propagación.

Las comunicaciones de enlace satelital proveen una cobertura global y es necesaria una línea de vista para realizar la transmisión al igual que el radio de microondas. La señal percibe una pequeña desvanecimiento si el haz principal de la antena de la estación terrenal apunta en un ángulo de elevación mayor de 5º debido a cada satélite se encuentra en una orbita geoestacionaria o orbita de Clarke quien fue la primera persona en calcular la altura necesaria en la cual debían permanecer los satélites.

Definición.-

El medio de transmisión constituye el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un sistema de transmisión. Las transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal. A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacio.

Los medios de transmisión son facilidades para la transmisión por cable (todas las líneas físicas) o radio de todos los tipos de mensajes o información en forma análoga o digital, incluyendo voz, datos a diferentes velocidades, facsímile, videotelefonía, videoconferencia, televisión y pantallas visuales.

Características.-

Entre las características más importantes se encuentra la velocidad de transmisión, la distorsión que introduce en el mensaje, y el ancho de banda. En función de la naturaleza del medio, las características y la calidad de la transmisión se verán afectadas.

También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.

Clasificación.-

Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Medios de transmisión guiados Medios de transmisión no guiados.

Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con 3 tipos diferentes:

Simples Half-Duplex

Full-Duplex.

Medios de Transmisión Guiados

Están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto.

Debido a esto los diferentes medios de transmisión tendrán diferentes velocidades de conexión que se adaptarán a utilizaciones muy dispares. Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las comunicaciones y la interconexión de computadoras son:

El Par Trenzado: Consiste en un par de hilos de cobre conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía. Existen dos tipos de par trenzado: No Protegido (UTP) , Protegido (UTP) y (FTP)

El UTP (NO APANTALLADO), presenta una mera cubierta de plástico que protege el cable de contacto directo, Dentro de los pares UTP podemos encontrar varios tipos en función, principalmente de la distancia de trenzado, la impedancia  característica de un cable UTP es de 100  .

Estándar EIA-568 en el adendum TSB-36 diferencia tres categorías distintas para el tipo de cable UTP:

Categoría 1: Cable de teléfono tradicional (transmisión de voz pero no de datos)

Categoría 2: Transmisión de datos hasta un máximo de 4 Mb/s (RNIS). Este tipo de cable contiene 4 pares trenzados.

Categoría 3: Admiten frecuencias de hasta 16 Mhz y se suelen usar en redes IEEE 802.3 10BASE-T y 802.5 a 4 Mbps.

Categoría 4: Admiten frecuencias de hasta 20 Mhz y se usan en redes IEEE 802.5 Token Ring y Ethernet 10BASE-T para largas distancias.

Categoría 5: Admiten frecuencias de hasta 100 Mhz y se usan para aplicaciones como TPDDI  y FDDI entre otras.

Los cables de categoría 1 y 2 se utilizan para voz y transmisión de datos

de baja capacidad (hasta 4Mbps). Este tipo de cable es el idóneo para las comunicaciones telefónicas, pero las velocidades requeridas hoy en día por las redes necesitan mejor calidad.

El STP (APANTALLADO), dispone de una cobertura exterior en forma de malla conductora, además de la de plástico final, que sirve para reducir las

interferencias electromagnéticas externas. De esta forma, los pares trenzados STP presentan mejores características de transmisión que los UTP. Pero su principal desventaja es que es de mayor costo que los cables UTP, la impedancia  característica de un cable STP es de 150  .

El FTP (UNIFORME), 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. 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).

Las aplicaciones principales en las que se hace uso de cables de par trenzado son:

Bucle de abonado: Es el último tramo de cable existente entre el teléfono de un abonado y la central a la que se encuentra conectado. Este cable suele ser UTP Cat.3 y en la actualidad es uno de los medios mas utilizados para transporte de banda ancha, debido a que es una infraestructura que esta implantada en el 100% de las ciudades.

Redes LAN: En este caso se emplea UTP Cat.5 o Cat.6 para transmisión de datos. Consiguiendo velocidades de varios centenares de Mbps. Un ejemplo de este uso lo constituyen las redes 10/100/1000BASE-T.

El Cable Coaxial: Se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y un mallazo externo separados por un dieléctrico o aislante, existen dos tipos de cables coaxiales: THICK (grueso) Normalmente como "cable amarillo", fue el cable coaxial utilizado en la mayoría de las redes. Su capacidad en términos de velocidad y distancia es grande, pero el coste del cableado es alto y su grosor no permite su utilización en canalizaciones con demasiados cables. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma10 Base 5. THIN (fino) Este cable se empezó a utilizar para reducir el coste de cableado de la redes. Su limitación está en la distancia máxima que puede alcanzar un tramo de red sin regeneración de la señal. Sin embargo el cable es mucho más barato y fino que el thick, por lo tanto, solventa algunas de las desventajas del cable grueso. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 2.

La Fibra Óptica.

Medios de Transmisión No Guiados

Son los que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, sino que las señales se propagan libremente a través del medio. Entre los medios más importantes se encuentran el aire y el vacío. Tanto la transmisión como la recepción de información se llevan a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea. La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional.

En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas. En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.

La transmisión de datos a través de medios no guiados, añade problemas adicionales provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en si mismo. Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: radio, microondas y luz (infrarrojos/láser).

Líneas Aéreas, se trata del medio más sencillo y antiguo que consiste en la utilización de hilos de cobre o aluminio recubierto de cobre, mediante los que se configuran circuitos compuestos por un par de cables. Se han heredado las líneas ya existentes en telegrafía y telefonía aunque en la actualidad sólo se utilizan algunas zonas rurales donde no existe ningún tipo de líneas.

Microondas, en un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecer enlaces punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que interconectan la antena con la terminal del usuario.

Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas.

La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias. Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales.

Microondas por Satélite: El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario. Se suele utilizar este sistema para: Difusión de televisión, Transmisión telefónica a larga distancia y Redes privadas.

El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden. Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal. Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:

Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.

Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia. En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros

objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".

Infrarrojos: Los emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados o bien estar en línea tras la posible reflexión de rayo en superficies como las paredes. En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos (paredes por ejemplo). Tampoco es necesario permiso para su utilización (en microondas y ondas de radio si es necesario un permiso para asignar una frecuencia de uso).

Red Inalámbrica: Actualmente el término se refiere a comunicación sin cables, usando frecuencias de radio u ondas infrarrojas. Entre los usos más comunes se incluyen a IrDA y las redes inalámbricas de computadoras. Ondas de radio de bajo poder, como los que se emplean para transmitir información entre dispositivos, normalmente no tienen regulación, en cambio, transmisiones de alto poder requieren un permiso del estado para poder trasmitir en una frecuencia específica.

Es una red en la cual los medios de comunicación entre sus componentes son ondas electromagnéticas. Sus principales ventajas son que permiten una amplia libertad de movimientos, facilita la reubicación de las estaciones de trabajo evitando la necesidad de establecer cableado y la rapidez en la instalación, sumado a menores costos que permiten una mejor inserción en economías reducidas. Algunas de las técnicas utilizadas en las redes inalámbricas son: infrarrojos, microondas, láser y radio.

Wi-Fi: Es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basados en las especificaciones IEEE 802.11. Creado para ser utilizado en redes locales inalámbricas, es frecuente que en la actualidad también se utilice para acceder a Internet.

Wi-Fi es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente la WECA: Wireless Ethernet Compatibility Alliance), la organización comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares 802.11.

Ventajas y Desventajas

Una de las desventajas que tiene el sistema Wi-Fi es la pérdida de velocidad en relación a la misma conexión utilizando cables, debido a las interferencias y pérdidas de señal que el ambiente puede acarrear. Existen algunos programas capaces de capturar paquetes, trabajando con su tarjeta Wi-Fi en modo promiscuo, de forma que puedan calcular la contraseña de la red y de esta forma acceder a ella. La alianza Wi-Fi arregló estos problemas sacando el estándar WPA y posteriormente WPA2, basados en el grupo de trabajo 802.11i. Las redes protegidas con WPA2 se consideran robustas dado que proporcionan muy buena seguridad.

Wi-Fi es la capacidad de terceras personas para conectarse a redes ajenas si la red no está bien configurada y la falta de seguridad que esto trae consigo, además los dispositivos Wi-Fi ofrecen gran comodidad en relación a la movilidad que ofrece esta tecnología. Cabe aclarar que esta tecnología no es compatible con otros tipos de conexiones sin cables como Bluetooth, GPRS, UMTS, etc.

Bluetooth: Se utiliza principalmente en un gran número de productos tales como teléfonos, impresoras, módems y auriculares. Su uso es adecuado cuando puede haber dos o más dispositivos en un área reducida sin grandes necesidades de ancho de banda.

Bluetooth tiene la ventaja de simplificar el descubrimiento y configuración de los dispositivos, ya que éstos pueden indicar a otros los servicios que ofrecen, lo que redunda en la accesibilidad de los mismos sin un control explícito de direcciones de red, permisos y otros aspectos típicos de redes tradicionales.

Bluetooth vs. Wi-Fi: Bluetooth y Wi-Fi cubren necesidades distintas en los entornos domésticos actuales: desde la creación de redes y las labores de impresión a la transferencia de ficheros entre PDA's y ordenadores personales. Ambas tecnologías operan en las bandas de frecuencia no reguladas.

CUADRO RESUMEN

MEDIO DE TRANSMISIO

N

ANCHO DE BANDA

CAPACIDAD MÁXIMA

CAPACIDAD USADA

OBSERVACIONES

Cable de pares

250 KHz 10 Mbps 9600 bpsApenas usados hoy en día

Interferencias, ruidos.

Cable coaxial 400 MHz 800 Mbps 10 MbpsResistente a ruidos e

interferencias, Atenuación.

Fibra óptica 2 GHz 2 Gbps 100 Mbps Pequeño tamaño y peso, inmune a ruidos e

interferencias, atenuación pequeña, Caras.

Manipulación complicada.

Microondas por satelital

100 MHz 275 Gbps 20 MbpsSe necesita

Emisores/receptores.

Microondas terrestres

50 GHz 500 MbpsCorta distancia y atenuación

fuerte, Difícil instalar.

Láser 100 MHzPoca atenuación, Requiere visibilidad directa emisor/

receptor.

Medio de Transmisión según su Sentido

SimplexEste modo de transmisión permite que la información discurra en un solo

sentido y de forma permanente, con esta fórmula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea (TV).

Half-DuplexEn este modo la transmisión fluye cada vez, solo una de las dos estaciones

del enlace punto a punto puede transmitir. Este método también se denomina en dos sentidos alternos (walkitoki).

Full-DuplexEs el método de comunicación mas aconsejable puesto que en todo

momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles, es decir, que las dos estaciones simultáneamente pueden enviar y recibir datos y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente (teléfono).

El Modo de Transmisión

Se refiere al número de unidades de información (bits) elementales que se pueden traducir simultáneamente a través de los canales de comunicación. De hecho, los procesadores (y por lo tanto, los equipos en general) nunca procesan (en el caso de los procesadores actuales) un solo bit al mismo tiempo. Generalmente son capaces de procesar varios (la mayoría de las veces

8 bits: un byte) y por este motivo, las conexiones básicas en un equipo son conexiones paralelas.

Conexión ParalelaLas conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de N

cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico). La conexión paralela en equipos del tipo PC generalmente requiere 10 alambres.

Debido a que los alambres conductores están uno muy cerca del otro en el cable cinta, puede haber interferencias (particularmente en altas velocidades) y degradación de la calidad en la señal...

Conexión en SerieEn una conexión en serie, los datos se transmiten de a un bit por vez a

través del canal de transmisión. Sin embargo, ya que muchos procesadores procesan los datos en paralelo, el transmisor necesita transformar los datos paralelos entrantes en datos seriales y el receptor necesita hacer lo contrario.

Estas operaciones son realizadas por un controlador de comunicaciones (normalmente un chip UART, Universal Asynchronous Receiver Transmitter (Transmisor Receptor Asincrónico Universal)). El controlador de comunicaciones trabaja de la siguiente manera:

1. La transformación paralela-en serie se realiza utilizando un registro de desplazamiento. El registro de desplazamiento, que trabaja conjuntamente con un reloj, desplazará el registro (que contiene todos los datos presentados en paralelo) hacia la izquierda y luego, transmitirá el bit más significativo (el que se encuentra más a la izquierda) y así sucesivamente:

2. La transformación en serie-paralela se realiza casi de la misma manera utilizando un registro de desplazamiento. El registro de desplazamiento desplaza el registro hacia la izquierda cada vez que recibe un bit, y luego, transmite el registro entero en paralelo cuando está completo:

Transmisión Sincronía y Asíncrona

Debido a los problemas que surgen con una conexión de tipo paralela, es muy común que se utilicen conexiones en serie. Sin embargo, ya que es un solo cable el que transporta la información, el problema es cómo sincronizar al transmisor y al receptor. En otras palabras, el receptor no necesariamente distingue los caracteres (o más generalmente, las secuencias de bits) ya que los bits se envían uno después del otro. Existen dos tipos de transmisiones que tratan este problema:

La conexión asincrónica, en la que cada carácter se envía en intervalos de tiempo irregulares (por ejemplo, un usuario enviando caracteres que se introducen en el teclado en tiempo real). Así, por ejemplo, imagine que se transmite un solo bit durante un largo período de silencio... el receptor no será capaz de darse cuenta si esto es 00010000, 10000000 ó 00000100... Para remediar este problema, cada carácter es precedido por información que indica el inicio de la transmisión del carácter (el inicio de la transmisión de información se denomina bit de INICIO) y finaliza enviando información acerca de la finalización de la transmisión (denominada bit de FINALIZACIÓN, en la que incluso puede haber varios bits de FINALIZACIÓN).

En una conexión sincrónica, el transmisor y el receptor están sincronizados con el mismo reloj. El receptor recibe continuamente

(incluso hasta cuando no hay transmisión de bits) la información a la misma velocidad que el transmisor la envía. Es por este motivo que el receptor y el transmisor están sincronizados a la misma velocidad. Además, se inserta información suplementaria para garantizar que no se produzcan errores durante la transmisión.

La principal desventaja de la transmisión sincrónica es el reconocimiento de los datos en el receptor, ya que puede haber diferencias entre el reloj del transmisor y el del receptor. Es por este motivo que la transmisión de datos debe mantenerse por bastante tiempo para que el receptor pueda distinguirla.

Principios de la Transmisión Analógica

La transmisión analógica que datos consiste en el envío de información en forma de ondas, a través de un medio de transmisión físico. Los datos se transmiten a través de una onda portadora: una onda simple cuyo único objetivo es transportar datos modificando una de sus características (amplitud, frecuencia o fase). Por este motivo, la transmisión analógica es generalmente denominada transmisión de modulación de la onda portadora. Se definen tres tipos de transmisión analógica, según cuál sea el parámetro de la onda portadora que varía:

Transmisión por modulación de la amplitud de la onda portadora Transmisión a través de la modulación de frecuencia de la onda portadora Transmisión por modulación de la fase de la onda portadora

Transmisión Analógica de Datos Analógicos

Este tipo de transmisión se refiere a un esquema en el que los datos que serán transmitidos ya están en formato analógico. Por eso, para transmitir esta señal, el DCTE (Equipo de Terminación de Circuito de Datos) debe combinar continuamente la señal que será transmitida y la onda portadora, de manera que la onda que transmitirá será una combinación de la onda portadora y la señal transmitida. En el caso de la transmisión por modulación de la amplitud, por ejemplo, la transmisión se llevará a cabo de la siguiente forma:

Transmisión Analógica de Datos Digitales

Cuando aparecieron los datos digitales, los sistemas de transmisión todavía eran analógicos. Por eso fue necesario encontrar la forma de transmitir

datos digitales en forma analógica. La solución a este problema fue el módem. Su función es:

En el momento de la transmisión: debe convertir los datos digitales

(una secuencia de 0 y 1) en señales analógicas (variación continua de un fenómeno físico). Este proceso se denomina MODULACION.

Cuando recibe la transmisión: debe convertir la señal analógica en datos digitales. Este proceso se denomina DEMODULACION.

De hecho, la palabra módem es un acrónimo para MOdulador/DEModulador

Principio de la Transmisión Digital

La transmisión digital consiste en el envío de información a través de medios de comunicaciones físicos en forma de señales digitales. Por lo tanto, las señales analógicas deben ser digitalizadas antes de ser transmitidas. Sin embargo, como la información digital no puede ser enviada en forma de 0 y 1, debe ser codificada en la forma de una señal con dos estados, por ejemplo:

dos niveles de voltaje con respecto a la conexión a tierra la diferencia de voltaje entre dos cables la presencia/ausencia de corriente en un cable la presencia/ausencia de luz

Esta transformación de información binaria en una señal con dos estados se realiza a través de un DCE, también conocido como decodificador de la banda base: es el origen del nombre transmisión de la banda base que designa a la transmisión digital...

Codificación de la Señal

Para optimizar la transmisión, la señal debe ser codificada de manera de facilitar su transmisión en un medio físico. Existen varios sistemas de codificación para este propósito, los cuales se pueden dividir en dos categorías:

Codificación de dos niveles: la señal sólo puede tomar un valor estrictamente negativo o estrictamente positivo (-X ó +X, donde X representa el valor de la cantidad física utilizada para transportar la señal).

Codificación de tres niveles: la señal sólo puede tomar un valor estrictamente negativo, nulo o estrictamente positivo (-X, 0 ó +X)

Codificación NRZ

Significa No Return to Zero (Sin Retorno a Cero)), es el primer sistema de codificación y también el más simple. Consiste en la transformación de 0 en -X y de 1 en +X, lo que resulta en una codificación bipolar en la que la señal nunca es nula. Como resultado, el receptor puede determinar si la señal está presente o no.

Codificación NRZI

Es significativamente diferente de la codificación NRZ. Con este tipo de codificación, cuando el valor del bit es 1, la señal cambia de estado luego de que el reloj lo indica. Cuando el valor del bit es 0, la señal no cambia de estado.

La codificación NRZI posee numerosas ventajas que incluyen:

La detección de una señal o la ausencia de la misma La necesidad de una corriente de transmisión de baja señal

Sin embargo, esto presenta un problema: la presencia de una corriente continúa durante una secuencia de ceros, que perturba la sincronización entre el transmisor y el receptor.

Codificación Manchester

También denominada codificación de dos fases o PE (que significa Phase Encode (Codificación de Fase)), introduce una transición en medio de cada intervalo. De hecho, esto equivale a producir una señal OR exclusiva (XOR) con la señal del reloj, que se traduce en un límite ascendente cuando el valor del bit es cero y en un límite descendente en el caso opuesto.

La codificación Manchester posee numerosas ventajas:

puesto que no adopta un valor cero, es posible que el receptor detecte la señal

un espectro que ocupa una banda ancha

Codificación Retrasada (de Miller)

La codificación retrasada, también conocida como Codificación Miller, es similar a la codificación Manchester, excepto que ocurre una transición en el medio de un intervalo sólo cuando el bit es 1, lo que permite mayores índices de datos...

Codificación Bipolar

La codificación bipolar es una codificación de tres niveles. Por lo tanto utiliza tres estados de la cantidad transportada en el medio físico:

El valor 0, cuando el valor del bit es 0 Alternativamente X y -X cuando el valor del bit es 1

Introducción a la Multiplexacion

La multiplexación se refiere a la habilidad para transmitir datos que provienen de diversos pares de aparatos (transmisores y receptores) denominados canales de baja velocidad en un medio físico único (denominado canal de alta velocidad).

Un multiplexor es el dispositivo de multiplexado que combina las señales de los transmisores y las envía a través de un canal de alta velocidad.

Un demultiplexor es el dispositivo de multiplexado a través del cual los receptores se conectan al canal de alta velocidad.

Multiplexacion por División de Frecuencia

También denominada FDM, permite compartir la banda de frecuencia disponible en el canal de alta velocidad, al dividirla en una serie de canales de banda más angostos, de manera que se puedan enviar continuamente señales provenientes de diferentes canales de baja velocidad sobre el canal de alta velocidad. Este proceso se utiliza, en especial, en líneas telefónicas y en conexiones físicas de pares trenzados para incrementar la velocidad de los datos.

Multiplexacion por División de Tiempo

También denominadaTDM, las señales de los diferentes canales de baja velocidad son probadas y transmitidas sucesivamente en el canal de alta velocidad, al asignarles a cada uno de los canales un ancho de banda, incluso hasta cuando éste no tiene datos para transmitir.

Multiplexacion por Estadísticas

Es similar a la multiplexación por división de tiempo excepto que sólo transmite canales de baja velocidad que poseen, en realidad, datos en el canal de alta velocidad. El nombre de este tipo de multiplexación proviene del hecho de que los multiplexores basan su comportamiento en estadísticas relacionadas con la velocidad de los datos de cada canal de baja velocidad. Ya que la línea de alta velocidad no transmite los canales vacíos, el rendimiento es mejor que con la multiplexación por división de tiempo.

El interfaz RS-232-C

La proliferación de equipos de distintos fabricantes ha causado que éstos hayan tenido que ponerse de acuerdo sobre las normativas de interconexión de sus equipos. Muchas asociaciones de estándares han dictado normas y recomendaciones a las que los diseñadores de dispositivos de comunicación se acogen, con el fin de garantizar que los equipos que producen se entenderán con los de otros fabricantes.

Este problema fue resuelto inicialmente por la asociación de estándares EIA (Electronics Industries Association) con el estándar RS-232. Este estándar es el adoptado con más frecuencia para transmisiones serie, especialmente utilizado por gran parte de los módems. El equivalente del CCITT, ahora ITU (International Telecommunication Union), está compuesto por las normas V.24 y V.28. Estas normativas definen tanto las características eléctricas como las funcionales de la conexión. Para hacernos una idea aproximada de qué parámetros se definen en estos estándares vamos a exponer brevemente un resumen de sus características eléctricas:

Las señales han de ser binarias. La tensión no debe superar los 25 V en circuito abierto. La tensión de utilización del equipo puede ser positiva (asignado al

<<0>> lógico) o negativa (asignado al <<1>> lógico), y su valor debe estar comprendido entre los 5 y los 15 V.

En el caso de cortocircuito la intensidad eléctrica no debe superar los 0,5 A.

La resistencia de carga debe ser superior a 3 000  y no debe sobrepasar los 7 000 .

La capacidad de carga debe ser inferior a 2 500 picofaradios (pF). Como se puede observar, con estas especificaciones los fabricantes

pueden construir sus equipos teniendo la seguridad de que la interconexión está garantizada. Entre las características funcionales se mencionan los distintos tipos de circuitos eléctricos que componen la interfaz. La norma define conectores con 25 pines, cada uno de los cuales define un circuito. Estos circuitos se conectan de modo distinto según las aplicaciones, pero la más común es la que aparece en la figura.

a) Estructura lógica de los pines del conector RS-232. b) Vista frontal real del conector.

También se pueden encontrar conectores de 9 pines (Figura 1) en los que se han mantenido las líneas más utilizados en las comunicaciones usuales. Los principales son los siguientes:

DTR (Data Terminal Ready): terminal de datos preparado. Esta señal es enviada inicialmente por el terminal al módem para informarle de que está preparado para intervenir en una comunicación.

DSR (Data Set Ready): módem preparado. Seguidamente el módem activa esta línea y se la envía al terminal para indicarle que el módem también está listo.

Estructura de conexión de las líneas más importantes a través de RS-232-C con conector de 25 pines.

RTS (Request To Send): petición de emisión. Una vez que el terminal y el módem están listos, si el ETD necesita enviar datos, envía al módem la señal RTS para informarle.

CD (Carrier Detected): detección de portadora. Cuando el módem lee la señal RTS que el terminal le envía, dispara los circuitos de enlace de línea enviando al módem remoto una señal portadora. Este módem remoto activa, entonces, la señal CD y así avisa al terminal próximo de que el módem remoto está listo para recibir datos.

CTS (Clear To Send): listo para transmitir. Es una señal que envía el módem al terminal para indicarle que está listo para aceptar datos, puesto que ha conseguido un enlace por la línea telefónica ya que anteriormente recibió un CD.

TD (Transmitted Data): transmisión de datos. Esta línea es el canal por el que viajan en serie los bits del emisor.

RD (Received Data): recepción de datos. Los datos emitidos por el emisor se reciben en el receptor por la línea RD.

TC (Transmitter Clock): transmisor de reloj. En el caso de las comunicaciones síncronas se tiene que enviar una señal de reloj para mantener la sincronización y se hace por esta línea.

RC (Receiver Clock): receptor de reloj. La señal TC se recibe en el otro extremo de la comunicación por la línea RC.

GND (Ground): tierra protectora. Es la línea que sirve para unificar las tierras de emisor y receptor.

SGND (Signal Ground): tierra señal de referencia. Establece el nivel de tensión de referencia para poder distinguir los valores de cada uno de los bits.

(Figura 1) a) Estructura lógica de los pines del conector RS-232 de 9 pines. b) Vista frontal real del conector.

Ventajas y Desventajas:

Medio de Cables

Trenzado (líneas telefónicas)Ventaja: fácil de empalmar 

de bajo precio

Desventaja:

Sujeto a interferencias como la estática y los ruidos 

Coaxial (alambre redondo aislado)Ventaja: No susceptible a interferencias

Transmite más rápido

Desventaja:

Pesado y voluminosoNecesidad de un reforzador según la distancia 

Línea de Fibra óptica

(glass fibers)Ventaja: Más pequeña 

LivianaRápida  No hay interferencias

Desventaja:

De alto precioDifícil para instalar o modificar

Medio de Aire

Sin cable (infrarrojo, luz, radio)Ventaja: Flexible 

PortátilDesventaja:

Más lento que las conexiones de cableSujeto a interferencias

Microondas (Microwave)

Ventaja: Velocidad de la luz

Usa unos pocos lugaresDesventaja:

Se propagan solamente en la línea visual

Satélite   Ventaja: Siempre a la vistaDesventaja:

Posicionamiento y descenso muy caros

Algunas Referencias de los cables UTP/STP y FTP

CABLE UTP El conector más frecuente con el UTP es el RJ45, parecido al utilizado en teléfonos RJ11 (pero un poco mas grande), aunque también puede usarse otro (RJ11, DB25, DB11, etc), dependiendo del adaptador de red. Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado, por su costo accesibilidad y fácil instalación. Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con plástico PVC, han demostrado un buen desempeño en las aplicaciones de hoy. Sin embargo a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas

del ambiente.

CABLE STPEn este caso, cada par va recubierto por una malla conductora que actúa de apantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. El nivel de protección del STP ante perturbaciones externas es mayor al ofrecido por UTP. Sin embargo es más costoso y requiere más instalación, con el STP se suele utilizar conectores RJ49. Es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de datos por su capacidad y sus buenas características contra las radiaciones electromagnéticas. Es caro, robusto y difícil de instalar.

CABLE FTPEn este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una apantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas. Sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además puede utilizar los mismos conectores RJ45.

Conclusión

Los medios de transmisión son el canal para que el transmisor y el receptor puedan comunicarse y transferir información. Existen varios factores externos que inciden sobre el canal, por lo que es necesario establecer una buena relación con respecto al ruido para superar estos obstáculos. La selección adecuada del mejor servicio y medio de transmisión para cubrir nuestras necesidades es de vital importancia para operar óptimamente.

Los medios de transmisión inalámbricos han abierto un nuevo panorama y perspectivas de comunicación que permiten el intercambio de información en casi cualquier lugar, pero hay que tener en cuenta las ventajas y desventajas que cada medio nos brinda. Por otro lado, el desarrollo en fibras ópticas ha tenido un avance significativo, incrementando su capacidad a niveles muy altos y conformando ya las venas y arterias de la mayoría de las comunicaciones de la actualidad.

Antes de finalizar la exposición del trabajo es importante indicar que los medios de transmisión alambritos han sido y son el puente que permitió el establecimiento inicial de los sistemas comunicacionales y el fortalecimiento del mismo, dando paso a nuevas tecnologías que se fusionan con los mismos o que pueden trabajar de manera independiente, es por ello que dependiendo de las necesidades organizacionales en la actualidad ,aun, se establecen comunicaciones con tecnologías que no son las mas actuales o innovadas del momento.

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