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Tema 3. Medios Físicos de transmisión

Daniel Pastor Spanish

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Tipos de transmisión
- Principio fundamental de la electrónica digital
  - Transmisión digital y analógica
    - Las señales analógicas se caracterizan por representar funciones continuas en el tiempo y pueden tomar cualquier valor de voltaje dentro de un rango que permita el medio de transmisión. 
  - Modulación
    - Señal portadora + señal moduladora = Señal modulada.
    - Modulación analógica con portadora analógica
      - Se utiliza para transmitir la señal analógica a una frecuencia diferente o con un menor ancho de banda.
    - Modulación digital con portadora analógica
      -  Se utiliza para transmitir una señal digital por un medio de transmisión analógico. La más común y la utilizada para el acceso a Internet a través de la RTC. Se puede modular de tres formas diferentes
      - ASK
      - FSK
      - PSK
    - Modulación analógica con portadora digital
      -  Se utiliza para transmitir una señal analógica por un medio digital. En este caso lo más probable es que la señal moduladora tenga una frecuencia y un ancho de banda inferior a la señal modulada con lo que se produce un desaprovechamiento del medio de transmisión. 
    - Modulación digital con portadora digital
      - Esta técnica no existe como tal,  aunque se podría considerar un caso especial que se denomina transmisión en banda base. Binaria: Retorno a cero, no retorno a cero. Manchester  Manchester diferencial
Tipos de cableado
- Guiados: Conducen las ondas electromagnéticas a través de un campo físico.  No guiados: Proporcionan un soporte para que las ondas electromagnéticas se transmitan.
- Par sin trenzar
  - Formado por dos hilos de cobre paralelo recubiertos de un material aislante (plástico). Ofrece poca protección frente a interferencias. 
- Par trenzado
  - Consiste en dos cables de cobre aislados, normalmente de 1mm de espesor, enlazados de 2 en 2 de forma helicoidal.
  - - Pares trenzados no apantallados (UTP)
    -  Son los más simples y no tienen ningún tipo de pantalla conductora.
  - Pares trenzados apantallados individualmente (STP)
    - Iguales que los anteriores pero cada par está rodeado de una malla conductora que van conectadas a tierra.
  - Pares trenzados apantallados individualmente con malla global (S/STP)
    - Iguales que los anteriores pero añadiendo una pantalla global a todos los cables. 
  - Pares trenzados totalmente apantallados (FTP) también conocidos como S/UTP o S/FTP
    -  Estos cables poseen una pantalla conductora global en forma trenzada.
  - RJ-45 macho
    - Montaje: 1. Introducir la funda protectora del conector por el extremo del cable (en cables cruzados utilizar fundas con color distinto). 2. Eliminar un fragmento de la funda protectora (dejar aproximadamente 1 cm). 3. Retirar la funda protectora y enrollar sobre ésta el hilo de cobre que va junto a la pantalla. 4. Destrenzar los pares y colocar los hilos en orden de colores. 5. Cortar los extremos de los hilos para que queden a la misma altura. 6. Introducir los hilos en el conector, asegurándose que llegan hasta el final. 7. Crimpar. 
  - RJ-45 hembra
    - Montaje 1. Eliminar un fragmento de la funda protectora (dejar aproximadamente 4 cm). 2. Retirar la pantalla protectora y enrollar el cable para que haga contacto con la conexión a tierra. 3. Doblar el terminal de tierra hasta que se sitúe en el interior del conector. 4. Colocar los hilos en su posición según los colores especificados en el conector y destrenzar los pares lo mínimo posible. 5. Introducir cada hilo en su hueco y engastarlos utilizando la herramienta de impacto. 6. Crimpar. 
- Cable coaxial
  - Tiene mejor blindaje que el par trenzado, por lo que puede alcanzar velocidades de transmisión mayores y los tramos pueden ser más largos. Está formado por un alambre de cobre duro en su parte central por donde circula la señal, el cual se encuentra rodeado por un material aislante. Este material está rodeado por un conductor cilíndrico presentado como una malla de cobre trenzado que hace de masa. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. Esta construcción le confiere un elevado ancho de banda y excelente inmunidad al ruido. 
  - Cable coaxial de banda base
    - Para transmisión digital. El ancho de banda depende de la longitud del cable; por ejemplo en 1 km. de cable se puede obtener hasta 10 Mbps. Se emplean en redes LAN Existen dos tipos: Coaxial grueso y Coaxial fino
  - Cable coaxial de banda ancha
    -  Para transmisión analógica, comúnmente para la señal de la televisión por cable. Estos cables admiten longitudes mayores (hasta 100 km) ya que la señal analógica es menos crítica que la digital.
- Fibra óptica.
  - - La fuente de luz: Se encarga de convertir una señal digital eléctrica en una señal óptica. Típicamente se utiliza un pulso de luz para retransmitir un “1” y la ausencia de luz para representar un “0”, o bien se modifica su longitud de onda. - El medio de transmisión: Es una fibra de vidrio ultra-delgada que transporta la luz. - El detector: Genera un pulso eléctrico en el momento en el que la luz incide sobre él. 
  - Transmisión por:
    - Monomodo:
      - La fibra es tan delgada que la luz se transmite en línea recta. El núcleo tiene un radio de 10 μm y la cubierta de 125 μm. 
    - Multimodo:
      - La luz se transmite por el interior del núcleo incidiendo sobre su superficie interna como si fuera un espejo. Las pérdidas de luz también son prácticamente nulas. El núcleo tiene un diámetro de 100 μm y la cubierta de 140 μm. 
    - Multimodo de índice gradual
      -  La luz se propaga por el núcleo mediante una refracción gradual. Esto es debido a que el núcleo se construye con un índice de refracción que va en aumento desde el centro a los extremos. Suele tener el mismo diámetro que las fibras multimodo.
  - Tipos de cables:
    - Cable holgado
      - Se monta con un único revestimiento para todas las fibras que alberga e incluye una capa exterior de gel como aislante contra la humedad. Se utiliza en instalaciones de exterior. 
    - Cable con recubrimiento ajustado
      -  Se montan las fibras independientemente, con un recubrimiento propio para cada una de ellas. Es más caro, pero resulta más económico a la hora de montar conectores o realizar empalmes. Su flexibilidad facilita la instalación en el interior de edificios. 
    - Tipos de unión:
      - El principal inconveniente de la fibra óptica es su gran coste, no en el metro de fibra, sino en el montaje. El cable no se puede doblar demasiado y las conexiones son costosas y complejas
      - Utilizando conectores
         Cada tramo de fibra puede venir de fábrica con enchufes a los extremos. Esta forma de conexión es sencilla pero adolece una pérdida de entre un 10-20% de la luz. 
      - Realizando empalmes de forma mecánica
         Se realiza un corte cuidadoso en cada extremo y se unen mediante una manga especial que los sujeta en su lugar. Se realizan pruebas con luz hasta alcanzar la posición idónea. Tienen una pérdida de un 10% de luz.
      - Fundiendo los dos extremos
         Se realiza una fusión de los dos tramos para formar una conexión sólida. Este empalme es casi tan bueno como una fibra de hilado único, pero aun así existe un poco de atenuación.
- Medios inalámbricos
  - La comunicación inalámbrica, prescinde de cualquier cable entre el emisor y el receptor y es necesaria para aquellos usuarios móviles que tienen que estar continuamente conectados. También es útil cuando resulta costoso tender hilos de comunicación en zonas geográficas de difícil acceso. 
  - Ondas de radio
    - Son fáciles de generar, recorren largas distancias en todas direcciones, penetrando en los edificios sin problemas. Cuando cubren largas distancias se debe realizar un control estricto por parte de los gobiernos para que las transmisiones no se interfieran entre sí.
  - Microondas
    - Además de su aplicación en hornos, permiten transmisiones terrestres o con satélites. Estas ondas no atraviesan bien los obstáculos, de forma que es necesario situar antenas repetidoras cuando queremos realizar comunicaciones a largas distancias
  - Ondas infrarrojas
    - Se usan mucho para la comunicación de corto alcance (mando de televisión, grabadores de DVD, equipos musicales etc.). También es frecuente encontrarlo en equipos portátiles.
  - Ondas de luz
    - Permiten la comunicación de diferentes zonas, siempre que exista una visión directa entre ellas, ya que se transmiten en línea recta y no atraviesan los objetos. 
- Comparativa entre los diferentes medios de transmisión
Ruido y capacidad de transmisión de un medio.
- La transmisión de una señal, a su paso a través de un determinado medio, es modificada debido a diferentes fenómenos físicos, por lo que la señal que llega al receptor difiere de la emitida por el transmisor.
- Problemas en la transmisión
  - Cuando la suma de los efectos producidos durante el viaje de una señal no crea una gran diferencia entre la señal enviada y la recibida, conseguimos una transmisión libre de errores. relación_señal_ruido= potencia_Señal / potenciaRuido 
  - Atenuación
    -  Debilitamiento o pérdida de la amplitud de la señal. Tiene un efecto proporcional a la longitud del cable. 
  - Diafonía
    -  Interferencia mutua que se producen dos canales de cobre que se encuentran juntos. Cada una de esas señales genera interferencias con el otro cable que hace que parte de la señal se “introduzca” y se sume con la otra.  
  - Ruido impulsivo
    -  Son pulsos irregulares de corta duración provocados por inducciones (conmutaciones electromagnéticas). 
- Capacidad de transmisión en un canal ideal
  - Existen unos límites superiores que determinan la velocidad de transmisión máxima de un canal, en función del ancho de banda y el tipo de señal empleada. Para medir esta velocidad se emplean dos medidas fundamentales: el baudio y los dígitos binarios por segundo (bps). 
- Capacidad de transmisión de un canal con ruido.
  - Puesto que los canales ideales no existen, sería interesante conocer la capacidad de un canal real, en el que siempre aparecerá una cierta cantidad de ruido.
Características de las señales
- Amplitud
  - Es el valor máximo que da la señal en un instante t. 
- Frecuencia
  -  Determina el nº de veces que la señal se repite por segundo (medido en Hertzios Hz). Es la inversa del periodo f = 1/T (Hz)
- Fase o periodo
  - Indica el intervalo de tiempo que va desde el instante inicial al primer punto donde la señal toma el valor cero.