COMUNICACIONES CON MICROONDAS
Básicamente un enlace vía
microondas consiste en tres componentes fundamentales: el transmisor, el
receptor y el canal aéreo. El transmisor es el responsable de modular una señal
digital a la frecuencia utilizada para transmitir, el canal aéreo representa un
camino abierto entre el transmisor y el receptor, y como es de esperarse el
receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a
señal digital.
El factor limitante de la
propagación de la señal en enlaces microondas es la distancia que se debe
cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta distancia debe ser libre
de obstáculos. Otro aspecto que se debe señalar es que en estos enlaces, el
camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima sobre los
obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para
ajustar dichas alturas.
La ingeniería de
microondas/milimétricas tiene que ver con todos aquellos dispositivos,
componentes y sistemas que trabajen en el rango frecuencial de
300 MHz a 300 GHz. Debido a tan amplio margen de frecuencias, tales
componentes encuentran aplicación en diversos sistemas de comunicación.
Ejemplo típico es un enlace de
radiocomunicaciones terrestre a 6 GHz, en el cual detrás de las antenas emisora
y receptora, hay toda una circuitería capaz de generar, distribuir, modular,
amplificar, mezclar, filtrar y detectar la señal.
Características
- Son sistemas punto a punto
- Operan en el rango de frecuencia de los GHz
- La longitud de onda está en el rango de los milímetros.
- Con frecuencias tan altas, las señales son susceptibles a atenuación, entonces deben ser amplificadas o repetidas.
- Necesitan rayos bien enfocados.
- Tecnología con línea de visión.
- Susceptible al fenómeno de atenuación multicaminó.
- Necesita una zona libre en forma de una Elipse de Radio Microondas.
Antenas y torres de microondas
La distancia cubierta por
enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales
amplifican y redireccionan la señal, es importante destacar que los obstáculos
de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos.
La señal de microondas
transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja desde el transmisor
hasta el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una
pérdida de poder dependiente a la distancia, reflexión y refracción debido a
obstáculos y superficies reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.
La siguiente es una lista de
frecuencias utilizadas por los sistemas de microondas:
Common carrier/Operational
fixed
·
2.110/2.130 GHz
·
1.850/1.990 GHz
·
2.160/2.180 GHz
·
2.130/2.150 GHz
·
3.700/4.200 GHz
·
2.180/2.200 GHz
·
5.925/6.425 GHz
·
2.500/2.690 GHz
·
10.7/11.700 GHz
·
6.575/6.875 GHz
·
12.2/12.700 GHz
Algunas de las ventajas
- Antenas relativamente pequeñas son efectivas.
- A estas frecuencias las ondas de radio se comportan como ondas de luz, por ello la señal puede ser enfocada utilizando antenas parabólicas y antenas de embudo, además pueden ser reflejadas con reflectores pasivos.
- El ancho de banda, que va de 2 a 24 GHz.
Desventajas
Las frecuencias son
susceptibles a un fenómeno llamado Disminución
de Multicamino (Multipath Fanding), lo que causa profundas
disminuciones en el poder de las señales recibidas.
A estas frecuencias las
pérdidas ambientales se transforman en un factor importante, la absorción de
potencia causada por la lluvia puede afectar dramáticamente el comportamiento
del canal.
Cuando la ruta de las
microondas atraviesa por un terreno adecuado para su transmisión sin montañas,
edificios o cualquier tipo de obstáculo. Los factores que pueden afectar la
señal son de tipo ambiental tales como la calidad del aire y la curvatura de la
tierra. Las frecuencias altas sufren más atenuación que las frecuencias bajas.
COMUNICACIONES CON INFRARROJO
La radiación infrarroja o
radiación térmica es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de
onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente,
tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.
El nombre de infrarrojo, que
significa "por debajo del rojo", proviene de que fue observada por
primera vez al dividir la luz solar en diferentes colores por medio de un
prisma que separaba la luz en su espectro de manera que a ambos extremos
aparecen visibles las componentes del rojo al violeta (en ambos extremos).
Características
- En general los sistemas de comunicaciones infrarrojos ofrecen ventajas significativas respecto a los sistemas de radio frecuencia.
- Al utilizar luz, los sistemas Infrarrojos de comunicaciones cuentan con un canal cuyo potencial de ancho de banda es muy grande y no están regulados en ninguna parte del planeta.
- Además, los sistemas infrarrojos de comunicaciones son inmunes a interferencias y ruido de tipo radioeléctrico. Como la luz infrarroja no puede atravesar paredes, es posible (en comunicaciones interiores) operar al menos un 6 enlace (celda) en cada cuarto de un edificio sin interferencia con los demás, permitiendo así una alta densidad de reúso del sistema, obteniéndose una gran capacidad por unidad de área.
En los sistemas infrarrojos de
comunicaciones de corto alcance, el esquema de modulación/demodulación más práctico,
es el de Modulación de Intensidad y Detección Directa (IM/DD). Al utilizar
IM/DD los circuitos del transmisor y del receptor son relativamente simples
comparados con los requeridos en los esquemas coherentes. Además, con la
longitud de onda tan corta de la portadora y la gran área activa del detector,
se obtiene una eficiente diversidad espacial que previene el desvanecimiento de
las señales causado por la propagación en múltiples trayectorias.
Modo punto-a-punto
Los patrones de radiación del
emisor y del receptor deben de estar lo más cerca posible y que su alineación
sea correcta. Como resultado, el modo punto-a-punto requiere una
línea-de-visión entre las dos estaciones a comunicarse. Este modo punto-a-punto
conectado a cada estación.
Modo casi-difuso(cuasi-difuso)
Son métodos de emisión radial,
es decir que cuando una estación emite una señal óptica, esta puede ser
recibida por todas las estaciones al mismo tiempo en la célula.
En el modo casi–difuso las
estaciones se comunican entre sí por medio de superficies reflectantes.
No es necesaria la línea de
visión entre dos estaciones, pero sí deben de estarlo con la superficie de
reflexión. Además, es recomendable que las estaciones estén cerca de la
superficie de reflexión, esta puede ser pasiva o activa.
Receptores de infrarrojos
Los receptores de infrarrojos
codificados integran en un chip el elemento sensible al infrarrojo, una lente,
un filtro de espectro y toda la lógica necesaria para distinguir señales
moduladas a una determinada frecuencia.
COMUNICACIONES CON LÁSER
Las comunicaciones por radio
son por lo general fiables y fáciles de emplear, pero no permiten las enormes
velocidades necesarias para las transferencias de datos cada vez más
sofisticadas que el uso de nuevas tecnologías exige, a menos que utilicen una
gran porción del espectro de radio. Las comunicaciones ópticas en el espacio
abierto ofrecen enormes velocidades para las transferencias de datos, pero su
operación es mucho más dependiente de las condiciones ambientales.
La luz láser empleada en los sistemas de comunicaciones puede transportar grandes cantidades de información, pero el polvo, la suciedad, el vapor de agua y los gases en una nube típica como es el cúmulo, dispersan la luz y crean ecos.
La luz láser empleada en los sistemas de comunicaciones puede transportar grandes cantidades de información, pero el polvo, la suciedad, el vapor de agua y los gases en una nube típica como es el cúmulo, dispersan la luz y crean ecos.
Todos los fotones de un haz láser viajan a la velocidad de la luz, pero al tomar caminos diferentes, esto los hace llegar a su objetivo en instantes diferentes. Por ello, emitir un flujo de datos de 3 gigabytes por segundo, a una distancia de entre 9 y 13 kilómetros a través de la atmósfera, es suficiente para toparse con problemas.
Ventajas e inconvenientes
Su principal virtud es
su rapidez, contra la que
poco tienen que hacer otros sistemas actuales. También es fácil de instalar, evita las
interferencias electromagnéticas y tiene bajas
tasas de error. Por no hablar de las ventajas que supone usar el fotón
como medio de transporte en un espacio abierto y de que las tasas de bits de
transmisión son tremendamente elevadas.
Sin embargo, cuenta también
con algunos inconvenientes como
la posible dispersión, la absorción atmosférica –las
moléculas del aire absorben parte de la luz y hacen que no llegue toda al
receptor y otros fenómenos meteorológicos como la lluvia, la nieve y similares.
Además, requiere de una gran
precisión y también es sensible a
las turbulencias y a las fuentes
de calor, que pueden ocasionar problemas en la transmisión de los datos.
Cuando el aire sube de temperatura modifica también su densidad, algo que
repercute directamente en “el trabajo” que hace la luz para atravesarlo.
La polución, las luces de fondo y sombras, y similares son otros de los
agentes que podrían acabar interfiriendo en la señal.
Los últimos avances
No obstante, la comunicación
láser cuenta con múltiples
posibilidades. Algo que se hizo todavía más patente cuando la
revista Science consideró a las ondas gravitacionales como el gran
descubrimiento del año pasado. Y es que gracias a los nuevos sistemas de
lectura por láser se puede saber las que viajan por el espacio-tiempo (índice
de deformación del espacio).
En la misma línea de
investigaciones, el pasado mes de febrero supimos que la NASA probará la
tecnología láser para enviar datos al espacio en sus próximas misiones. La
idea es aplicarla a distancias
muy superiores y en un ámbito distinto para aprender a sacarle un
mayor partido.
COMUNICACIONES CON FIBRA ÓPTICA
La comunicación por fibra óptica es
un método de transmisión de información de un lugar a otro enviando señales
de luz a través de fibra óptica. La luz en forma de ondas
electromagnéticas viajeras es modulada para transmitir
información. Desarrollados en la década de 1970, los sistemas de
comunicación de fibra óptica han revolucionado la industria de las telecomunicaciones y
han desempeñado un papel importante en el advenimiento de la era de la
información. Debido a sus ventajas sobre la transmisión eléctrica, la
fibra óptica ha sustituido en gran medida las comunicaciones mediante cables
de cobre en las redes del mundo desarrollado.
El proceso de comunicación
mediante fibra óptica implica los siguientes pasos:
- Creación de la señal óptica mediante el uso de un transmisor;
- Transmisión de la señal a lo largo de la fibra, garantizando que la señal no sea demasiado débil ni distorsionada;
- Recepción de la señal, lo que consiste en la conversión de ésta en una señal eléctrica.
Ventajas
- Ancho de banda: La capacidad potencial de transportar información crece con el ancho de banda del medio de transmisión y con la frecuencia de portadora. Las fibras ópticas tienen un ancho de banda de alrededor de 1 THz, aunque este rango está lejos de poder ser explotado hoy día. De todas formas el ancho de banda de las fibras excede ampliamente al de los cables de cobre.
- Bajas pérdidas: Las pérdidas indican la distancia a la cual la información puede ser enviadas. En un cable de cobre, la atenuación crece con la frecuencia de modulación. En una fibra óptica, las pérdidas son las mismas para cualquier frecuencia de la señal hasta muy altas frecuencias. Inmunidad electromagnética: la fibra no irradia ni es sensible a las radiaciones electromagnéticas, ello las hace un medio de transmisión ideal cuando el problema a considerar son las EMI.
- Seguridad: Es extremadamente difícil intervenir una fibra, y virtualmente imposible hacer la intervención indetectable, por ello es altamente utilizada en aplicaciones militares.
- Bajo peso: Un cable de fibra óptica pesa considerablemente menos que un conductor de cobre.
Funcionamiento
Su funcionamiento se basa en
transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese
el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si
el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del
revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo
límite.
Redes de telefonía
Las redes de telefonía fueron los primeros grandes
usuarios de fibra óptica. Se utilizaron enlaces de fibra óptica para reemplazar
las conexiones de cobre o de radio digital entre los switches telefónicos,
comenzando con enlaces de larga distancia, llamados líneas largas, en donde la
distancia y el ancho de banda hicieron que la fibra sea considerablemente más
rentable. Las empresas de telecomunicaciones utilizan fibra para conectar todas
sus oficinas centrales y switches de larga distancia ya que la fibra tiene un
ancho de banda miles de veces mayor que el del cable de cobre y puede
transportar señales cientos de veces más lejos antes de necesitar un repetidor lo que hace que el costo de una conexión telefónica sobre fibra sea sólo un
pequeño porcentaje del costo de la misma conexión con cobre.
Internet
Internet siempre se ha basado en una red
troncal (backbone) de fibra óptica. Comenzó siendo parte de la
red de telefonía, que en ese entonces era principalmente de voz, pero se ha
convertido en la mayor red de comunicaciones ya que el tráfico de datos ha
superado con creces al tráfico de voz. En la actualidad, las empresas de
telecomunicaciones están migrando sus comunicaciones de voz al protocolo de
internet (IP) para reducir costos.
Televisión por cable (CATV)
La mayoría de los sistemas de televisión por cable
también están utilizando fibra en sus redes troncales (backbones).
Las empresas de televisión por cable utilizan fibra porque les otorga mayor
confiabilidad y les brinda la oportunidad de ofrecer nuevos servicios, como el
de telefonía y de conexión a internet.
La televisión por cable solía tener una pésima
reputación con respecto a la confiabilidad, aunque en realidad, no se trataba
de un problema con el servicio sino con la topología de red. Estas empresas de
TV por cable utilizan señales analógicas de muy alta frecuencia, hasta 1 GHz,
lo que tiene una atenuación elevada sobre el cable coaxial. Para implementar un
sistema en toda una ciudad, la televisión por cable necesita muchos
amplificadores (repetidores) para llegar al usuario al final del sistema,
generalmente 15 o más.
CONCLUSIÓN
Actualmente la comunicación sea vuelto fundamental para las personas domésticas, empresarias, estudiantes, adultos
etc. En lo personal quiero compartir que yo no sabía cuales eran los tipos de comunicación, creía que solo era por celular o por vía Internet. Empezare hablando de la comunicación por microondas que aun es utilizada, quizás cuando
escuchamos microondas nos imaginamos un horno de microondas donde hacemos palomitas, pero ya analizando e investigando nos damos cuenta que por medio de las
microondas también podemos comunicarnos, escuchar música por la radio,
aunque no es muy eficientes este tipo de comunicación porque no pueden pasar las ondas a través de obstáculos
como montañas, edificios aviones, etc.
¿Comunicación
por infrarrojos? Al hacernos esta pregunta quizás nos imaginamos años atrás cuando
querías enviar una canción o foto a tu amigo(a) desde tu celular y para esto tenían que dejarlos fijos en un solo lugar para
que no se movieran y no se cancelara la transferencia, en ocasiones la transferencia
era muy tardada. La comunicación por infrarrojos es poco utilizada actualmente ya que para poder hacerla se necesita que
los aparatos tengan un led especial, actualmente sería difícil utilizar
este medio porque a las personas les gustan las cosas rápidas y fáciles.
En mi opinión la comunicación por
láser es una de las más sorprendentes, antes de realizar esta investigación no
me imagine que el láser fuera un medio de comunicación creía que solo se utilizaba para hospitales,
trabajos, o realizar cosas extremas. Es sorprendente como la tecnología avanza rápidamente
y los estudios han comprobado que la comunicación por láser es muy rápida, eficiente, segura y fiable. Con el paso del tiempo y con más estudios esta tecnología será
la más popular, la mayoría de las personas no conoce este tipo de comunicación porque aun no es popular.
En la actualidad nosotros utilizamos
el Internet y la televisión de paga (cable) para ver series, películas por
ejemplo en Netflix, para hacer tareas, ver noticias, hacer vídeo llamadas y
muchas otras cosas más. Para que nosotros realicemos todo esto, es necesario
que suceda la comunicación por fibra óptica, desde el descubrimiento de este
tipo de comunicación se fue convirtiendo poco a poco en el más utilizado por
sus evoluciones ya que han sustituido en
gran medida las comunicaciones mediante cables de cobre en
las redes del mundo.
Los tipos de comunicaciones tienen sus ventajas y desventajas es importante conocerlos ya que al estar en constante contacto con ellos, a largo plazo pueden dañar la salud humana. La comunicación
tecnológica ha sustituido la comunicación personal, me refiero a cuando hablas
personalmente con tus seres queridos y convives con ellos, el estar físicamente con las personas importantes en tu vida genera grandes sonrisas y emociones.
BIBLIOGRAFÍAS:
Creo que deberías de dar una conclusión de los temas ya mencionados y en efecto la tecnología está avanzando muy rápido hoy en día y es más la demanda de los usuarios que la banda ancha de la red sea buena y no tenga fallas.
ResponderBorrarTu buena redacción es muy buena ,considero que tu redacción le daría mas énfasis si englobaras todos tus puntos dando un análisis mas profundo:) excelente trabajo compañero
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