LOS MEDIOS DE COMUNICACIÓN ¿Qué es un canal de transmisión?

Un canal o línea de transmisión es el medio por el que viajan las señales portadoras de información; es el camino por donde viajan los datos de un lugar a otro. Es una conexión entre dos máquinas: el transmisor que es el que envía los datos y el receptor que es el que los recibe. A veces, las máquinas pueden ser tanto receptoras como transmisoras (esto es lo que generalmente sucede con las máquinas conectadas en una red). El canal de transmisión no necesariamente consiste en un medio de transmisión físico único. Por ello, la máquina final, DTE (Data Terminal Equipment) está equipada, en función del medio físico al cual esté conectada, con DCTE o DCE.

¿Qué es un circuito de datos?

Es el conjunto de DCE y las líneas de transmisión encargado de la comunicación entre el DTE transmisor y el DTE receptor, de forma que tanto las señales como la información que en ellos viajan sea entregada son altavoces con el destino.

Tipos de canales de transmisión

• Guiadas: proporcionan un medio físico para propagar la señal (par trenzado, cable coaxial, fibra óptica)
• No guiadas: utilizan una antena para transmitir a través del aire, el vacío o el agua (microondas terrestres, satélites, difusión por radio, infrarrojo).

Ondas de radiofrecuencia y microondas

Son las ondas menos energéticas del espectro electromagnético: entre 3Hz y 300GHz. Estas ondas se pueden transmitir aplicando la corriente alterna, originada en un generador, a una antena. Las ondas microondas están incluidas en ellas, y estarían en el rango superior: 300MHz a 300GHz.

Diferencias entre modos de transmisión TE, TM y TEM

Siendo Ez y Hz los componentes longitudinales del campo eléctrico y magnético, podemos clasificar el tipo de ondas según la existencia de Ez y/o Hz:

• Ondas transversales electromagnéticas TEM: Ez=0, Hz=0; solo tienen componentes transversales a la dirección de propagación z.
• Ondas transversales eléctricas TE: Ez=0 Hz=/0; el campo eléctrico es transversal a la dirección de propagación z.
• Ondas transversales magnéticas TM: Ez=/0 Hz=0 el campo magnético es transversal a la dirección de propagación z.
• Modos híbridos electromagnéticos MEM Ez=/0 Hz=/0

Canales de transmisión guiados

Conductores: Par trenzado, consiste en dos cables de cobre embutidos en un aislante, entrecruzados en forma de espiral. (su funcionamiento se basa en la teoría electromagnética de Maxwell) El uso más antiguo fue la radiodifusión y la telefonía comercial. Presentan problemas, baja capacidad, interferencias… La baja capacidad hace que sean limitados para la aplicación de la multiplexación. Una de las consecuencias de los problemas electromagnéticos que presentan es la aparición de la diafonía (‘cross talk’) que es el cruce de las conversaciones por inducción de corrientes paralelas durante largos tramos. Esto se evita haciendo transposiciones cada cierta distancia. La transposición consiste en que los conductores del par intercambian su posición por cada varios apoyos. De esta forma los cables reciben similares interferencias electromagnéticas. Para solucionar los inconvenientes mecánicos, se recurre al uso del trenzado que reduce las diafonías entre los pares trenzados dentro de una envoltura, La razón es que dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres, las ondas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva.

Aplicaciones:

Tanto para señales analógicas como para señales digitales es el sistema más usado, con diferencia. Permite menores distantes, menos ancho de banda y menor velocidad de transmisión que el cable coaxial y la fibra óptica.

Cable coaxial

También para solucionar los inconvenientes electromagnéticos se utiliza el cable coaxial, que al igual que el par trenzado, está constituido por dos conductores, pero construido de forma diferente para que pueda operar sobre un mayor rango de frecuencias. (conductor cilíndrico externo, material aislante, y cable conductor envuelto en una funda protectora) Se utiliza para distribución de televisión, telefonía a larga distancia, conexión con periféricos a corta distancia y redes de área local. Se usa para transmitir tanto señales analógicas como digitales. Por su forma de construcción es mucho menos susceptible que el par trenzado tanto a interferencias como a diafonías. Sus principales limitaciones son la atenuación, el ruido térmico y el ruido de intermodulación (este solo aparece cuando se usan simultáneamente, sobre el mismo cable, varios FMD o bandas de frecuencias). Los cables incluyen varios tubos bajo una sola cubierta.

Fibra óptica;

La propagación de la luz a través de conductores de fibra óptica está basada en la inflexión que sufren las ondas luminosas al incidir sobre la superficie de separación entre dos medios de distinta densidad Para entender esto veremos las propiedades que intervienen: reflexión y refracción. La ley de Snell dice que cuando un rango de luz atraviesa dos medios de distinta densidad se produce un cambio de dirección, cuyo ángulo depende del índice de refracción n, de tal forma que: LEY DE SNELL : θ1 x n1=θ2 x n2 (donde n=índice de refracción del medio) según la inclinación del rango luminoso, parte de él podrá reflejarse y otra parte atravesar el medio. Si introducimos un rayo luminoso en un medio de mayor densidad; en este caso el agua, si se inclina lo suficiente el rayo, este puede llegar a reflejarse totalmente. Este principio físico es el que se utiliza en la transmisión con fibra óptica. La fibra óptica es una guía de ondas en forma de filamento, generalmente de vidrio o también de materiales sintéticos capaces de guiar una señal lumínica introducida por un láser o por un LED. La fuente de luz tiene que ser un láser estrecho y que no se disperse y por otro lado debe ser coherente, que quiere decir que todas las ondas que lo forman deben ser iguales. La fibra consta de dos capas de distinta densidad y por tanto de dos índices de refracción diferentes. La luz se transmite por el interior sin posibilidad de escaparse, reflejándose continuamente. Hay dos tipos de fibra: multimodo y monomodo. El tipo monomodo transporta un solo rayo (‘frecuencia’) El tipo multimodo admite el paso de varios rayos de luz. Presenta el problema de de ??? y admite menores distancias. En definitiva, un cable de fibra óptica tiene una forma cilíndrica y está formado por tres secciones concéntricas: el núcleo, el revestimiento y la cubierta. El núcleo es la sección más interna, formada por una o varias hebras de fibras de cristal o plástico y tiene diámetros entre 8 a00 micrómetros. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento, que no es sino otro cristal o plástico con propiedades ópticas distintas a los del núcleo. La separación entre el núcleo y el revestimiento actúa como un reflector perfecto confiando en haz de luz que de otra manera escaparía del núcleo. La capa más exterior que envuelve uno o varios revestimientos es la cubierta, hecha de plástico y cuya misión es la protección. Presenta muchas ventajas: gran capacidad, baja atenuación, bajo coste, ligeras, estables, sin interferencias. Todo el potencial de la fibra se utiliza plenamente cuando se transmiten varios haces de luz a diferentes frecuencias en la misma fibra. Esto no es más que tipo de multiplexación por división de frecuencia, aunque se denomina multiplexación por división de longitudes de onda, en la que el haz de luz está constituida por multitud de longitudes de onda.

Stripline

Es un tipo de línea de transmisión para modos TEM. Un circuito con stripline está constituido por una tira plana de metal que se inserta entre dos líneas de tierra. El material aislante del sustrato forma un dieléctrico. El ancho de la tira, el espesor del sustrato y la permitividad relativa del sustrato determinan la impedancia característica de la tira, la cual constituye la línea de transmisión. Como se muestra en la figura, el conductor central no tiene que ser equidistante entre las dos líneas de tierra. A su vez, el material dieléctrico puede ser diferente por encima y por debajo del conductor central. Al igual que el cable coaxial, las líneas stripline no son dispersivas, y no tienen frecuencia de corte.

Microstrip

El microstrip es un tipo de línea de transmisión eléctrica que puede ser fabricada utilizando placa de circuito impreso. Se utiliza para transmitir señales microondas. Consiste en una franja de conducción separada de la franja de masa por una capa de sustrato dieléctrico. Componentes de microondas. Tales como antenas acopladores, filtros, divisores, etc. pueden formarse a partir de microstrip. El microstrip es más barato que la tecnología tradicional de guía de onda, además de ser ligero y compacto. Las desventajas de microstrip en comparación con la guía de onda son: su baja capacidad de manejo de energía y el hecho de tener mayores pérdidas. También se utilizan líneas de microstrip en diseños PCB digitales de alta velocidad, donde las señales deben ser enrutadas de una parte a la otra con la mínima distorsión posible, evitando el ruido e interferencias de radiación.

Cables submarinos

Se denomina cable submarino al constituido por conductores de cobre o fibras ópticas, instalado sobre el lecho marino y destinado fundamentalmente a servicios de telecomunicación. También existen cables submarinos destinados al transporte de energía eléctrica, aunque es este caso las distancias cubiertas suelen ser relativamente pequeñas. En lo relativo al servicio de telecomunicación los primeros cables, destinados al servicio telegráfico, estaban formados por hilos de cobre recubiertos de gutapercha, un material aislante.

Canales de transmisión no guiados

En medios no guiados, tanto en la transmisión como la recepción se lleva a cabo mediante antenas. En la transmisión, la antena radia energía electromagnética en el medio (normalmente el aire), y en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que le rodea. En las transmisiones inalámbricas hay básicamente dos tipos de configuraciones: direccional y omnidireccional. En la primera, la antena de transmisión emite la energía de electromagnética concentrándola en un haz, en este caso las antenas de emisión y de recepción deben de estar perfectamente alineadas. En el caso omnidireccional, por contra, el diagrama de radiación de la antena es más disperso, emitiendo en todas direcciones, pudiendo ser la señal recibida por varias antenas.

Satélite geoestacionario

Para que un satélite de comunicaciones funcione con eficacia generalmente se le exige que se mantenga en una órbita geoestacionaria, es decir que mantenga su posición respecto de la tierra, para que esto ocurra, debe de tener un periodo de rotación igual al de la tierra y esto solo ocurre a una distancia de 35.784 km.