Tecnologías de redes de datos Medios de transmisión
Contenido Introducción Tipos de medios Conceptos básicos Aplicaciones de los medios 2
Introducción Elementos fundamentales de un sistema de comunicaciones 3
Introducción Los medios o canales son de suma importancia en los sistemas de comunicación Es a través de los medios que la información se traslada del transmisor al receptor Las características del medio influyen sobre la calidad de la comunicación 4
Introducción Ejemplo de sistema de comunicación 5
Tipos de medios Medios guiados: líneas de transmisión Es cualquier sistema de conductores, semiconductores o una combinación de ambos, que puede emplearse para transmitir información, en la forma de energía eléctrica o electromagnética, entre dos puntos Son visibles, tangibles y flexibles Medios no guiados: aire Intangible, permite comunicación puntomultipunto y entre punto fijo y puntos móviles 6
Medios guiados: ejemplos Bifilar Coaxial Fibra óptica Material dieléctrico 1 Material dieléctrico 2 7
Línea de transmisión fundamental Es necesario representar la línea como una red de parámetros distribuidos: L, G, R y C Este modelo puede representar una línea bifilar, de microcinta o coaxial 8
Circuito equivalente de una línea de transmisión 9
Impedancia Es la razón de la tensión fasorial a la corriente fasorial y se simboliza por la letra Z Es una cantidad compleja, cuya dimensión está dada en ohmios La impedancia es una parte del dominio de la frecuencia y no un concepto que forma parte del dominio del tiempo 10
Impedancia característica Es un valor particular de la impedancia de una línea de transmisión. Depende de la geometría y dimensiones de la línea, así como de la frecuencia de operación El fabricante proporciona la impedancia característica nominal del cable Z 0 ( R + jωl) =, ( G + jωc) Z 0 L =, C [ Ω] [ Ω] Para altas frecuencias y pocas pérdidas 11
Velocidad de propagación Depende de las características del medio por el cual la onda viaja (tipo de dieléctrico) Si entre los conductores el medio es aire, se considera que la velocidad de la onda es igual a la velocidad de la luz en el espacio libre c (c = 300.000 km/s) Si el medio tiene una constante dieléctrica relativa ε r mayor que 1 entonces la velocidad es: c v = ε r 12
Longitud de onda λ 0 es la longitud de onda en el espacio libre Al reducirse la velocidad de propagación, la longitud de onda se reduce La longitud de onda para un medio de propagación sin pérdidas λ 0 = c f λ ε 0 λmedio = r 13
Propagación en una línea de transmisión sin pérdidas 14
Atenuación Atenuación de la onda al propagarse por el medio 15
Línea con carga en infinito La onda incidente nunca alcanzará la carga y no habrá reflexión La onda progresiva siempre ve una impedancia Z 0 16
Línea finita acoplada Si al final de una línea finita se conecta una carga con impedancia Z 0, ésta se comportará como si fuese infinita, no habrá onda reflejada La carga recibirá toda la potencia incidente disponible 17
Línea finita desacoplada Si la impedancia de la carga Z L y la impedancia característica Z 0, son diferentes la línea ya no se comportará como si fuese infinita, estará desacoplada y habrá una onda reflejada 18
Coeficiente de reflexión Es la relación de la tensión reflejada a la tensión de entrada, o equivalentemente de corriente reflejada a corriente incidente. Al extremo final de la línea esta dado por: = ρ Z Z L L + Z Z 0 0 19
Relación de onda estacionaria ROE, se puede determinar para cada punto de la línea, ROE = VSWR con un detector de onda estacionaria Se puede medir Vmáx. 1 indirectamente en el VSWR = = Vmín. 1 laboratorio con un detector de onda estacionaria El coeficiente de reflexión se VSWR 1 ρ v = puede determinar como: VSWR + 1 + ρ ρ ν ν 20
Relación de onda estacionaria Medición de ROE o VSWR 21
Patrón de onda estacionaria 22
Onda estacionaria: abierto Z L infinito El coeficiente de reflexión es real y positivo, ρ = 1 La corriente sobre la carga es cero 23
Onda estacionaria: corto Z L = 0 El coeficiente de reflexión es real y negativo, ρ = -1 La tensión sobre la carga es cero 24
Diafonía Es el acople de señal entre pares Es un fenómeno indeseable debido al aislamiento o blindaje imperfecto Es un tipo de interferencia que reduce la calidad de la transmisión en cada línea 25
Aplicaciones de los medios guiados 26
Cables coaxiales terrestres Usados ampliamente para la transmisión de señales de televisión, redes de computadoras Usados también para sistemas de vigilancia, comunicaciones industriales, instrumentos de medición 27
Cables coaxiales: características a) Impedancia b) atenuación 28
Cables trenzados Usado ampliamente en telefonía y en redes de área local Constituido por múltiples pares trenzados Es común colocar los pares en parejas llamadas cuadretes 29
Cables trenzados: características a) Impedancia b) atenuación 30
Fibra óptica Propagación dentro de la fibra 31
Trayectoria de la señal dentro de un conducto atmosférico 32
Comparación de líneas 33
Sistemas de comunicación por satélite y microondas 34
Referencias Neri Vela, Rodolfo. Líneas de Transmisión, McGraw-Hill, México, 1999 35