Microondas Satelitales

Transcripción

1 Microondas Satelitales Como se mencionó anteriormente la transmisión satelital, puede ser usada para proporcionar una comunicación punto a punto entre dos antenas terrestres alejadas entre si, o para conectar una estación base transmisora con un conjunto de receptores terrestres. Las comunicaciones satelitales son una revolución tecnológica de igual magnitud que las fibras ópticas, entre las aplicaciones más importantes para los satélites tenemos: Difusión de televisión, transmisión telefónica a larga distancia y redes privadas 1

2 INFRAROJOS Y LASER Señales de Infrarrojo: Son ondas direccionales incapaces de atravesar objetos sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones de corta distancia. Señales de Rayo Laser: Las ondas láser son unidireccionales. Se pueden utilizar para comunicar dos edificios próximos instalando en cada uno de ellos un emisor láser y un fotodetector. 2

3 BLUETOOTH Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia 3

4 Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos. Eliminar cables y conectores entre éstos. Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales. Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles, ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales. 4

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6 RED WIFI 6

7 WI FI es un mecanismo de conexión de dispositivos electrónicos de forma inalámbrica. Los dispositivos habilitados con Wi-Fi, tales como: un ordenador personal, una consola de videojuegos, un smartphone o un reproductor de audio digital, pueden conectarse a Internet a través de un punto de acceso de red inalámbrica. Dicho punto de acceso tiene un alcance de unos 20 metros (65 pies) en interiores y al aire libre una distancia mayor. Pueden cubrir grandes áreas la superposición de múltiples puntos de acceso. 7

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9 Clasificación de los Diferentes Tipos de Ruido Se considera como ruido a todas las señales eléctricas no deseadas que provienen de una diversidad de fuentes, clasificadas de manera general como interferencia hecha por el hombre o ruido que ocurre en forma natural.

10 Clasificación de los Diferentes Tipos de Ruido Así tenemos la siguiente clasificación: a) Interferencia Hecha por el Hombre: proviene de otros sistemas de comunicación, chispas de ignición en los automóviles o en conmutadores, zumbido de 60 Hertz de la red de alimentación, interferencias de radio frecuencia, etc. b) Interferencias Naturales: comprenden disturbios atmosféricos, radiación extraterrestre, actividad solar, etc.

11 Clasificación de los Diferentes Tipos de Ruido Otro tipo de ruido existente es el denominado Ruido Térmico que es el voltaje de ruido debido al movimiento de partículas cargadas (por lo general electrones) en medios conductores. Matemáticamente la potencia del ruido térmico calcula bajo la ecuación: Donde N es la potencia del ruido en wats B es el ancho de banda N = KT B 23 K es la constante de Boltzman Joules x K T es la temperatura absoluta en grados Kelvin

12 Clasificación de los Diferentes Tipos de Ruido La figura muestra el circuito equivalente de una fuente de ruido, donde su resistencia interna (R1) esta en serie con el voltaje rms de ruido (Vn). Para el pero de los casos R = R1, donde R es la resistencia de carga. Por tanto el Voltaje de Ruido se puede calcular, según la ecuación: R1 Vn R V = 4RKTB N Fuente de Ruido

13 Clasificación de los Diferentes Tipos de Ruido El Ruido Blanco son tipos de fuentes de ruido Gaussiano y tienen una densidad espectral plana sobre un intervalo amplio de frecuencias. Tal espectro tiene todos los componentes de frecuencias en igual proporción y se le designa en forma correcta como ruido blanco por la analogía de la luz blanca.

14 Relación señal a Ruido (S/R) La relación señal ruido se denota como S/R e indica la cantidad de ruido que contiene una señal en cuestión. Está expresado en decibelios (db). Mientras más alto sea este valor, menor será la cantidad de ruido presente en la señal. S N R = S N

15 Factor de Ruido e Indice de Ruido El factor de ruido denotado como F y el índice de ruido, denotado como NF, son índices que indican la degradación en la relación señal a ruido conforme la señal se propaga por un amplificador sencillo, una serie de amplificadores o un sistema de comunicaciones. El factor de ruido es la relación de S/N de entrada entre la relación S/N de salida. Esto es, el factor de ruido es una relación de relaciones.

16 Factor de Ruido e Indice de Ruido Matemáticamente se tiene: F = S / N S / N o i El índice de ruido es el factor de ruido expresado en db, es decir: NF(dB) = 10log(F) NF(dB)= 10log S S / / N i N o

17 Cálculo de Decibeles El decibel es una unidad logarítmica de medición usada para comparar dos niveles de potencia. Denotando con P r el nivel de referencia, el decibel (db) se define mediante la ecuación: db = 10log P P r donde P es una potencia conocida.

18 Cálculo de Decibeles. Si se conoce la relación de potencias expresadas en decibeles, la razón de potencia puede hallarse del inverso de la ecuación anterior, esto es: P (db / 10) P r = 10

19 Cálculo de Decibeles. Los decibeles también se usan para indicar niveles de potencia absoluta, para lo cual se agrega una tercera letra a la notación. Si el nivel de referencia P r es de 1 watt, la potencia P se expresa en decibeles por encima de un watt, denotado por dbw y se determina como: P dbw = 10log 10 P

20 Cálculo de Decibeles En caso que la señal de referencia sea de 1 mw, la potencia P se expresa en decibeles por encima de 1 miliwatt y se denota por dbm. Por otro lado, se sabe que: P= V 2 Si sustituimos la potencia en nuetar ecuacion de Decibeles, tenemos que: R 2 V db = 10log R 10 2 V Rr r V 20log 10 10log V db = 10 r R r R

21 Cálculo de Decibeles Si se considera R = R r, entonces: V db = 20log 10 V r Si se toma como voltaje de referencia un voltio ( V r = 1 volt ), la ecuación anterio se transforma en: Algunas veces esta ecuación se toma como definición del decibel, lo cual es válido siempre que se empleen los adecuados factores de normalización. db= 20log 10 V

22 Cálculo de Decibeles Convertir la siguiente relación de potencia a db : 4000 y 0,003. En ambos casos se conoce la relación de potencia, es decir: P = 4000 y P = 0,003 P r P r Si se aplica la ecuación original de decibel para ambos casos, se tiene: db = 10log 10 ( 4000 )= 36dB db = 10log 10 ( 0,003 ) = -25dB

23 Cálculo de Decibeles Se desea conocer el valor de potencia a partir del valor dado en db. Convertir a valores numéricos los siguientes valores en db: 29,3 db, -7dBW, 27 dbm En el primer caso se aplica la ecuación: para obtener: P (db / 10 ) P r = 10 P Pr 29,3 =10 10 = 851

24 Cálculo de Decibeles Para el segundo caso el valor en decibeles se encuentra dado con referencia a 1 watt, en este caso se aplica la ecuación para obtener: P dbw = 10log 10 P P dbw 10log P = P 1watt = 7 P = = 0,2watt Pr 10 10

25 Cálculo de Decibeles En el tercer caso el tratamiento es similar al segundo caso, solo que la referencia es respecto a 1 miliwatt. 27 P P dbm = 10log P = = 501 miliwatt 1 miliwatt

26 Señales, Espectros y Filtros Espectro de Frecuencia: La descripción de una señal v(t) usualmente existe en el dominio del tiempo, donde la variable independiente es t. Pero, para el trabajo de comunicaciones electronicas, a menudo es más conveniente describir las señales en el dominio de la frecuencia, donde la variable independiente es f. El análisis espectral está basado en el uso de las herramientas series y transformadas de Fourier.

27 Señales, Espectros y Filtros Filtros Electronicos Un filtro electrónico, es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una señal eléctrica que pasa a través de él, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase. Existen diferentes tipos de filtros, según los requerimientos necesarios.

28 Espectro Electromagnético Si se considera la ubicación de todos los rangos de frecuencias de las diferentes señales, en un mismo sistema de referencia, se puede obtener lo que se denomina el ESPECTRO ELECTROMAGNETICO. El Espectro electromagnético comprende señales electromagnéticas desde frecuencias extremadamente bajas hasta frecuencias muy altas.

29 Espectro Electromagnético BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENTES AL ESPECTRO RADIOELÉCTICO NOMBRE DE LA BANDA FRECUENCIAS LONGITUDES DE ONDA Banda VLF (Very Low Frequencies Frecuencias Muy Bajas) Banda LF (Low Frequencies Frecuencias Bajas) Banda MF (Medium Frequencies Frecuencias Medias) Banda HF (High Frequencies Frecuencias Altas) Banda VHF (Very High Frequencies Frecuencias Muy Altas) Banda UHF (Ultra High Frequencies Frecuencias Ultra Altas) Banda SHF (Super High Frequencies Frecuencias Super Altas) Banda EHF (Extremely High Frequencies Frecuencias Extremadamente Altas) 3 30 khz m khz m khz m 3 30 MHz m MHz 10 1 m MHz 1 m 10 cm 3 30 GHz 10 1 cm GHz 1 cm 1 mm

30 Protocolos de comunicación Son reglas o procedimientos para que dos ordenadores puedan comunicarse Lo importante para llevar a cabo la comunicación entre ordenadores es que sigan el mismo protocolo

31 Protocolos de comunicación Modelo de la OSI Es un modelo en 7 capas o niveles Cada nivel establece diferentes funciones de comunicación cada vez más complejas Cada nivel usa los servicios del anterior

32 Protocolos de comunicación Modelo de la OSI Capa Física (la más sencilla) Capa de enlace Capa de red Capa de transporte Capa de sesión Capa de presentación Capa de aplicación (la más compleja)

33 Protocolos de comunicación Modelo de la OSI La capa más sencilla, Capa Física, se ocupa de transferir bits por un canal físico (por ej. cable) La siguiente capa, Capa de enlace, transmite un bloque de bits sin errores (si hay errores pide la retransmisión) La Capa de red rutea los paquetes de información

34 Protocolos de comunicación Modelo de la OSI Las siguientes capas se ocupan de tareas más complejas: Envío de archivos Sesión remota Ejecución de aplicaciones

35 Protocolos de comunicación Existen muchos protocolos Cada uno tiene sus ventajas y sus restricciones Cada uno trabaja en una o más capas del modelo de la OSI Se denomina Stack o Suite a un conjunto de protocolos que trabajan juntos en diferentes niveles del modelo de la OSI

36 Protocolos de comunicación Un protocolo son una serie de pasos que son llevados a cabo en el ordenador EMISOR Una serie de pasos complementarios y en orden reverso tienen que llevarse a cabo en el ordenador RECEPTOR

37 Protocolos de comunicación Ejemplo: emisor envía datos al receptor Emisor: 1-Rompe el dato en paquetes 2-Añade información al paquete i-ésimo: número de paquete, direcciones origen y destino 3-Prepara paquete para transmisión a través de la tarjeta de red y cable

38 Protocolos de comunicación Ejemplo: emisor envía datos al receptor Receptor: 1-Recibe paquete a través de la tarjeta de red y cable (complementa 3 del emisor) 2-Retira información añadida al paquete i-ésimo (complementa 2 del emisor) 3-Reúne los paquetes para formar el dato original (complementa 1 del emisor)

39 Protocolos de comunicación Ejemplos de protocolos: TCP/IP Net BEUI X-25 Xerox Network System (XNS) IPX/SPX y NWLink APPC Apple Talk OSI protocol suite DEC net

40 Protocolos de comunicación TCP/IP Transmisión Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) Base de internet Comunicaciones en un entorno heterogéneo (ordenadores diferentes conectados!)

41 Protocolos de comunicación TCP/IP Suite de protocolos estándar SMTP (simple mail transfer protocol) . FTP (file transfer protocol) para intercambiar ficheros entre ordenadores ejecutando TCP/IP. SNMP (simple networks manegement protocol). Administración de redes.