Sistemas Multiusuarios. Capítulo 4 Medios de transmisión

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1 Sistemas Multiusuarios Capítulo 4 Medios de transmisión

2 Síntesis Guiados- Cables No guiados - wireless Las características y calidad quedan determinadas por el medio y la señal Guiados, el medio es mas importante No guiados, el ancho de banda producido por la antenas es mas importante Importante: velocidad de transmisión y distancia

3 Cuestiones de diseño Ancho de Banda Grandes Anchos de banda producen Altas velocidades de transmisión Perturbaciones en la Transmisión Atenuación Interferencia Número de receptores En medios guiados Multipunto produce mas atenuación

4 Espectro Electromagnético

5 Medios Guiados de Transmisión Par Trenzado Coaxial Fibra Óptica

6 Características de medios de transmisión guiados PAP Par Trenzado (con carga) Par Trenzado (mulipares) Rango de Frecuencias Atenuación Típica 0 a 3.5 khz khz 0 a 1 MHz khz Retardo Típico 50 µs/km 2 km 5 µs/km 2 km Separación Repetidores Cable coaxial 0 a 500 MHz 7 10 MHz Fibra óptica 186 a 370 THz 0.2 a 0.5 db/km 4 µs/km 1 a 9 km 5 µs/km 40 km

7 Par Trenzado

8 Par trenzado - Aplicaciones Es el medio mas común Red Telefónica: Hogares - PBX LAN 10Mbps o 100Mbps

9 Económico Par trenzado Ventajas y desventajas Fácil de manipular e instalar Baja velocidad Corto alcance

10 Par Trenzado - Características de Transmisión Analógico Amplificadores cada 5km o 6km Digital Usa señales analógicas o digitales Repetidores cada 2km o 3km Distancia Limitada Ancho de Banda limitado (1MHz) Velocidad limitada (100MHz) Susceptible a interferencia y ruido

11 Diafonía Acoplamamiento de las señal entre un par y otro Se produce cuando una señal entra en el par conductor y retorna por otro par cercano La señal transmitida es captada por unpar receptor cercano

12 UTP y STP Unshielded Twisted Pair (UTP) Cable telefónico ordinario El mas barato de todos Fácil de instalar Sufre la interferencia EM Externa Shielded Twisted Pair (STP) Blindaje que reduce la interferencia Mas costoso Mas difícil de manejar (pesado y grueso)

13 Categorías UTP Cat 3 hasta 16MHz Utilizado en edificios (USA) para voz Longitud del trenzado de 7,5 cm a 10 cm Cat 4 hasta 20 MHz Cat 5 hasta 100MHz Se debería instalar en el momento de la construcción Longitud del trenzado de 0,6 cm a 0,85 cm Cat 5E Cat 6 Cat 7

14 Comparación de pares UTP y STP Atenuación (db por 100 m) Diafonía (db) Frec. (MHz) Categoría 3 UTP Categoría 5 UTP 150 ohms STP Categoría 3 UTP Categoría 5 UTP 150 ohms STP

15 Categorías y clases de Par trenzado Categoría 3 Clase C Categoría 5 Clase D Categoría 5E Categoría 6 Clase E Categoría 7 Clase F Ancho de Banda 16 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz Tipo de Cable UTP UTP/FTP UTP/FTP UTP/FTP SSTP Costo (Cat. 5 =1)

16 Cable Coaxial

17 Cable Coaxial - Aplicaciones Medio versátil Distribución TV En edificios Cable TV Transmisión telefónica en largas distancias Pueden llevar hasta canales de voz simultáneamente - FDM Está siendo reemplazado por Fibra Óptica Enlace de computadoras en Corta Distancia LAN

18 Cable Coaxial - Características Analógicas Amplificadores cada pocos Km. Mas cercanos si se usa alta frecuencia Hasta 500MHz Digital Repetidores cada 1km Cercanos para altas velocidades

19 Fibra óptica

20 Fibra Óptica - Beneficios Gran capacidad de datos Cientos a Gbps Liviana y fina Baja atenuación Aislamiento EM Repetidores alejados 10s de Km.

21 Fibra Óptica - Aplicaciones Transporte Troncal de larga distancia Enlaces metropolitanos Enlaces rurales Líneas digitales LAN

22 Fibra Óptica - Características Actúa como guía de onda para 1014 a 1015 Hz Parte del espectro infrarrojo y visible LED Económico Amplio rango de temperaturas de operación Mucho tiempo de vida Injection Laser Diode (ILD) Mas eficiente Altas velocidades de datos Wavelength Division Multiplexing (WDM)

23 Modos de Transmisión en Fibra óptica

24 Rangos de frecuencia Rango Longitud de onda (vacío) (nm) Rango de frecuencias (THz) Etiqueta Tipo Aplicación 820 a a 333 Multimodo LAN 1280 a a 222 S Monomodo Varias 1528 a a 192 C Monomodo WDM 1561 a a 192 L Monomodo WDM

25 Atenuanción en Medios Guiados

26 Frecuencias de Transmisión Inalámbricas 2GHz a 40GHz Microondas Altamente direccional Punto a punto Satélite 30MHz a 1GHz Omnidireccional Radiodifusión 3 x a 2 x Infrarrojos Local

27 Antenas Elemento conductor (sistema) que absorbe o irradia energía electromagnética Hay antenas para Transmisión y otras para Recepción A veces se usa la misma antena para emitir y recibir

28 Patrón de radiación Potencia irradiada en todas direcciones No tiene el mismo desempeño en todas las mismas Antena Isotrópica (teórica) es un punto en el espacio Irradia igualmente en todas las direcciones Su patrón es una esfera

29 Antena Parabólica de Reflexión Utilizadas en microondas terrestres y satelitales La Parábola es el lugar geométrico de todos los puntos que equidistan de una línea recta dada y de un punto fijo que no pertenece a dicha recta Foco Generatriz Paraboloide Sección axial es una parábola Sección normal es un círculo Emisión y Recepción

30 Antena de reflexión parabólica

31 Ganancia Medida de su direccionalidad Potencia de salida en una dirección particular comparada con la producida por una antena isotrópica Medida en decibeles (db) Resulta en la pérdida en otras direcciones Área efectiva esta relacionada con el tamaño y forma Relacionada con la ganancia

32 Microondas terrestres Antena tipo plato Haz está enfocado Está en línea visual con la otra Usada en Telecomunicaciones a largas distancias Altas frecuencias y altas velocidades

33 Microonda Satélite El Satélite es una estación de relevo El Satélite recibe en una frecuencia, amplifica o repite la señal, la baja en otra frecuencia Requiere de orbita geoestacionaria km Usos en: TV Telefonía a largas distancias Redes privadas

34 Enlace satelital PAP

35 Enlace de difusión

36 Radiodifusión Omnidireccional Radio FM TV UHF y VHF En línea de la visión Sufre de interferencia multitrayectoria Reflexiones

37 Infrarrojo Luz infrarroja no coherente modulada En línea de la visión (o se tiene que reflejar) Las paredes la bloquean Ej. Control remoto TV, puertos IRD

38 Propagación Inalámbrica Señal puede seguir tres caminos Superficial (GW) Contorno de la tierra Hasta 2MHz Radio AM Área (SW) Radio Amateur, BBC world service, Voice of America Señal reflejada en la ionosfera (Actually refracted) Trayectoria Visual (LOS) Encima de los 30Mhz En la línea de la visión ya que no se refractan

39 Propagación Ground Wave

40 Propagación Sky Wave

41 LOS (Línea de la visión)

42 Refracción Velocidad de las ondas electromagnéticas es función de la densidad del material que atraviesa ~3 x 10 8 m/s en vacío, menor en los demás materiales La onda cambia de medio, cambia su velocidad Desvío de la dirección De menos a mas denso, se desvía hacia el mas denso Índice de refracción es Seno del ángulo de incidencia/seno del ángulo de refracción Varía con la longitud de onda En una separación discreta la desviación será abrupta Separación continua la desviación será gradual según la densidad del medio La densidad de la atmósfera decrece con la altura Las ondas de radio se desvían hacia la tierra

43 Horizontes visuales y de Radio

44 Transmisión en la Línea de la Visión Pérdida en el espacio libre La señal se dispersa con la distancia Grande a bajas frecuencias (grandes longitudes de onda) Absorción atmosférica Vapor de agua y el oxígeno absorben las señales de radio Para el vapor de agua hay un pico de absorción en la vecindad de 22GHz, es menor debajo de los 15GHz Para el oxígenos los valores son 60GHz y 30GHz La lluvia y la niebla generan dispersión Multitrayectoria Mejor si están en línea de visión Reflexión causa que lleguen múltiples copias En extremo, no se recibe la señal directa Reforzar o cancelar la señal directa Refracción May result in partial or total loss of signal at receiver

45 Pérdida en el Espacio Libre

46 Interferencia Multitrayectoria

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