Medios de transmisión

Evelio Martínez Martínez
Publicado en la Revista RED en la edición especial
"El ABC de las Telecomunicaciones", Diciembre del 2002

Introducción
La comunicación es la transferencia de información desde un lugar a otro. Por otra parte la información es un patrón físico al cual se le ha asignado un significado comúnmente acordado. El patrón debe ser único "separado y distinto", capaz de ser enviado por un transmisor y capaz de ser detectado y entendido por un receptor. La información es transmitida a través de señales eléctricas o por medio de señales ópticas a través de un canal de comunicación o medio de transmisión.

El medio de transmisión es el enlace eléctrico ú óptico entre el transmisor y el receptor, siendo el puente de unión entre la fuente y el destino. Este medio de comunicación puede ser un par de alambres, un cable coaxial, inclusive el aire mismo. Pero sin importar el tipo, todos los medios de transmisión se caracterizan por la atenuación, ruido, interferencia, desvanecimiento y otros factores muy importantes que impiden que la señal sea propagada libremente por el medio. Todos estos factores son los que hay que contrarrestar al momento de transmitir cualquier información al canal con ruido.

En este artículo describiremos los medios de transmisión más importantes, los cuales se clasifican en dos tipos:

Confinados

No-confinados

Aunque no es muy correcto decir medios alámbricos "es así como la mayoría los conocemos" debido a que no siempre son alambres el medio de conducción de las señales; tal es el caso de la fibra óptica que está construida con un material de fibra de vidrio, el otro caso es la guía de onda, la cual está construida de un material metálico. La mejor manera de clasificar a este tipo de medios es como medios confinados, es decir son medios tangibles confinados sobre conductos de cobre, fibra de vidrio o contenedores metálicos. En otras palabras los medios confinados se ven limitados por el medio y no salen de él, excepto por algunas pequeñas pérdidas.

Por otro lado, existen los medios no-confinados, es decir no están contenidos en ninguno de los materiales descritos anteriormente. Los medios no físicos o no-confinados son aquellos donde las señales de radio frecuencia (RF) originadas por la fuente se radian libremente a través del medio y se esparcen por éste " el aire por ejemplo. El medio, aire, es conocido técnicamente como el espectro radioeléctrico o electromagnético. Comúnmente conocemos a este tipo de medios como medios inalámbricos; del inglés wireless o sin alambres.

 

Medios confinados

Cable metálico

En los medios confinados tenemos en primer lugar al alambre sin aislar. El alambre fue el primer medio de comunicación empleado tras haberse inventado el telégrafo en 1844. Hoy en día los alambres vienen protegidos con materiales aislantes. El material del conductor puede ser cobre, aluminio u otros materiales conductores y se emplea en diversas aplicaciones como conducción de electricidad, telefonía, redes, etc.

Los semiconductores están construidos de materiales que se comportan como conductores y aislantes. Bajo determinadas condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica en un solo sentido. Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de radio, amplificar señales de corriente eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas utilizadas en electrónica digital. Los semiconductores más empleados son el silicio (Si), el germanio (Ge), el selenio (Se) y Arseniuro de Galio (GaAs), sin embargo, se han desarrollado nuevos materiales compuestos que constituirán los medios de transmisión del futuro.
Los conductores ofrecen una baja resistencia al paso de la corriente eléctrica. Entre los mejores conductores empleados se encuentra el cobre (Cu), el aluminio (Al), la plata (Ag), el mercurio (Hg), oro (Au), etc. Aunque, predomina el cobre por sus características eléctricas y su bajo costo, en la conducción de la electricidad en las redes telefónicas y redes de datos.

Los grosores de los cables son medidos de diversas maneras, el método predominante en los Estados Unidos y en otros países sigue siendo el American Wire Gauge Standard (AWG),  "gauge" significa diámetro. Mediante este sistema se puede distinguir un cable de otro mediante su diámetro. Por ejemplo, los grosores típicos de los conductores utilizados en cables eléctricos para uso residencial son del 10 al 14 AWG. Los conductores utilizados en cables telefónicos pueden ser del 22, 24 y 26 AWG. Los conductores utilizados en cables para aplicaciones de redes son el 24 y 26 AWG. En este sistema entre mayor sea el número AWG menor será su diámetro. El grosor del cable determina otras características eléctricas importantes tales es el caso de la resistencia o impedancia.

 

Cable coaxial

El cable coaxial tiene diversas aplicaciones en televisión por cable, circuitos cerrados de televisión y se utilizó, antes de aparecer el cable par trenzado, en redes locales de datos.

Este tipo de cable consiste de un conductor central fijo (axial) sobre un forro de material aislante, que después lleva una cubierta metálica en forma de malla como segundo conductor. La capa exterior evita que las señales de otros cables o que la radiación electromagnética afecte la información conducida por el cable coaxial.

El uso de cable coaxial aplica en:

♦ Banda base (baseband)
♦ Banda ancha (broadband)

El cable coaxial de banda base se utiliza en redes de datos de área local. El término banda base significa que en este tipo de aplicaciones, las señales que viajan por el cable no se modulan. El cable coaxial de banda ancha se utiliza en aplicaciones de video de las compañías de televisión por cable, circuitos cerrados de TV y otras aplicaciones del tipo CATV (Community Antenna Television). El término banda ancha se refiere a que las señales que pasan por el cable son moduladas y amplificadas para aumentar, desde luego, la capacidad de ancho de banda y para extender la distancia de la propagación de la señal.

El cable coaxial puede transmitir información tanto en frecuencia intermedia (IF) como en banda base. En IF el cable coaxial se utiliza en aplicaciones de video, ya que es muy adecuado para enviar los canales de televisión en los sistemas de televisión por cable. En banda base el coaxial se utilizó  en aplicaciones de datos en redes de área local (LAN) tanto en redes Token Ring como Ethernet.

Los dos tipos de cables coaxiales más empleados para aplicaciones de LAN son el 10Base5 y el 10Base2. El 10Base5 es conocido comúnmente como cable coaxial grueso, en cambio el 10Base2 es conocido como cable coaxial delgado. En la siguiente tabla se hace una comparación entre estos dos tipos de cable.

 
Tipos de cable coaxial para LAN
Parámetro/Tipo de Cable 10Base5 10Base2
Tasa de transmisión 10 Mbps 10 Mbps
Longitud máxima 500 mts. 185 mts.
Impedancia 50 ohms 50 ohms, RG58
Diámetro del conductor 2.17 mm 0.9 mm

 

Los conectores de cable coaxial más utilizados son: el BNC (Bayonet Network Connector o Bayone-Neill-Concelman) usado para redes de computadoras y equipos de prueba como analizadores de espectro, generadores de señal y osciloscopios y el conector tipo F, usado ampliamente en aplicaciones de video.

El cable coaxial puede transmitir información tanto en frecuencia intermedia IF (Intermediate Frequency) como en banda base. La frecuencia intermedia es una frecuencia en la cual la frecuencia portadora es desplazada localmente como un paso intermedio entre transmisión y recepción; es generada al mezclar la señal de frecuencia de radio recibida con la frecuencia del oscilador local.

El cable coaxial en banda base se utilizó como medio de transmisión en aplicaciones de redes de área local. Los tipos de cable coaxial para datos son los siguientes:

♦ Cable coaxial delgado (thinnet)
♦ Cable coaxial grueso (thicknet)

Cable coaxial delgado
El cable coaxial delgado es un medio flexible, económico y fácil de instalar. La mayoría de estos cables pertenecen a la familia del RG-58, el cual tiene 50 ohms de impedancia. La impedancia, es la oposición que presenta un conductor o circuito al paso de la corriente, en términos de corriente alterna.
El cable delgado puede transmitir señales confiables hasta una distancia de 185 metros. El cable coaxial delgado típico es conocido como 10Base2. El diámetro del conductor central es de 6 mm (0.25 pulgadas) equivalente a 9 AWG. La tasa de transmisión es de 10 Mbps y permite en términos prácticos un total de 30 nodos, en un segmento de 185 metros.

Cable coaxial grueso
El cable coaxial grueso posee un conductor de mayor grosor, aproximadamente 13 mm (0.5 pulgadas). Tiene también una impedancia de 50 ohms y puede transmitir señales hasta 500 metros permitiendo un máximo de 100 nodos en todo el segmento. El cable estándar es conocido como 10Base5 y permite velocidades de 10 Mbps, al igual que el cable coaxial delgado.

Para conectar cualquiera de los cables, el 10BaseT o el 10Base2, a una tarjeta de red tiene que emplearse un conector BNC en forma de T. Las primeras tarjetas de red traían por omisión un conector de 15 pins (DB15). Para conectar el BNC al DB15 era necesario un pequeño dispositivo conocido como AUI (Attachment Unit Interface); posteriormente se fabricaron tarjetas de red que traían directamente el conector BNC macho.


Dado el costo y desempeño en las conexiones del cableado con coaxial, el par trenzado se convirtió en una alternativa viable para los administradores de la red. Este medio de comunicación tiene un amplio uso en la industria de las redes de computadoras y hasta la fecha, aún predomina. A continuación se describen sus carácterísiticas.

 

Cable Par trenzado

El cable par trenzado (twisted pair) está compuesto de conductores de cobre aislados por material plástico y trenzados en pares. Este trenzado ayuda a disminuir la diafonía, el ruido y la interferencia. El trenzado es en promedio de tres trenzas por pulgada. Para mejores resultados, el trenzado debe ser variado entre los diferentes pares. Este tipo de cables de par trenzado tienen la ventaja de no ser caros, ser flexibles y fáciles de conectar, entre otras más propiedades que no las tiene el coaxial en las aplicaciones de redes. Como medio de comunicación tiene la desventaja de tener que usarse a distancias limitadas (menos de 100 metros) ya que la señal se va atenuando y puede llegar a ser imperceptible si se rebasa ese límite.

 Los cables de par trenzado más comúnmente usados como interfaces de capa física son los siguientes: 10BaseT (Ethernet), 100BaseTX (Fast Ethernet), 100BaseT4 (Fast Ethernet con 4 pares) y 1000BaseT (Gigabit Ethernet).

 Existen dos tipos de cable par trenzado, el UTP (Unshielded Twisted Pair Cabling), o cable par trenzado sin blindaje y el cable STP (Shielded Twisted Pair Cabling), o cable par trenzado blindado. En la siguiente tabla se muestran las diferentes categorías de cables UTP y su aplicación.

  

Distintas categorías del cable UTP
Tipo Aplicación
Categoría 1 Voz solamente (cable telefónico)
Categoría 2 Datos hasta 4 Mbps (LocalTalk [Apple])
Categoría 3 Datos hasta 10 Mbps (Ethernet)
Categoría 4 Datos hasta 20 Mbps (16 Mbps Token Ring)
Categoría 5 Datos hasta 100 Mbps (Fast Ethernet)
Categoría 5e Datos hasta 1000 Mbps (Gigabit Ethernet)

 

Los cables UTP están disponibles en varias categorías:

♦ Categoría 1: son cables de par trenzado utilizados comúnmente por las compañías telefónicas para aplicaciones exclusivas de voz. Funcionan en un intervalo de frecuencia menor a los 100 KHz.
♦ Categoría 2: funcionan en aplicaciones de voz y datos, con velocidades de información de hasta 1 Mbps en un intervalo de frecuencias de 1 MHz.
♦ Categoría 3: permite aplicaciones de voz y datos permitiendo velocidades de hasta 10 Mbps en un intervalo de frecuencias de 16 MHz.
♦ Categoría 4: posee características similares a la categoría anterior, pero alcanza velocidades de información de hasta 16 Mbps en un intervalo de frecuencias de 20 MHz.
♦ Categoría 5: actualmente, es la categoría más utilizada en redes locales de datos (LAN), permite velocidades de información de hasta 100 Mbps en un intervalo de frecuencias de 100 MHz. El cable más utilizado es el 100BaseT
♦ Categoría 5e: es una mejora (enhanced) de la categoría 5, tolera velocidades de hasta 1000 Mbps (1 Gigabit por segundo) en un intervalo de frecuencias de 100 MHz. Sus aplicaciones se centran en la interconexión de redes locales en el ambiente de redes de campus. El cable más utilizado es el 1000BaseT.
♦ Categoría 6: permite velocidades semejantes a la categoría 5e de 1000 Mbps pero cubre un intervalo de frecuencias de 250 MHz. La categoría 6 corresponde al estándar ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1.
♦ Categoría 6a: llamada comúnmente como 6 aumentada (Augmented) alcanza velocidades de información de 10 Gigabits en un intervalo de frecuencias de 550 MHz. Este tipo de cable ya permite aplicaciones de video y está cobijada bajo el estándar ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10.

Por lo general, los cables UTP categoría 5 (CAT5) utilizan sólo 2 pares (4 hilos), el resto de los conductores queda para otros usos y aplicaciones. Las categorías 5e, 6, 6a aprovechan por lo general los 4 pares de conductores para permitir velocidades más altas. Este tipo de cables, tienen mejoras notables en lo que respecta a la atenuación, NEXT (Near-End Crosstalk) y PSELFEXT (Power Sum Equal-Level Far End Crosstalk).  

NEXT es la diferencia en amplitud en decibeles entre una señal transmitida y la diafonía recibida en el otro par, en el mismo extremo del cable; dicho de otra manera, es la interferencia en dos pares de conductores medidos en el mismo extremo del cable del transmisor. Mayores valores de NEXT corresponden a mejor desempeño en el cable.
FEXT (Far End Crosstalk) es similar a NEXT, excepto que ocurre en el lado receptor del cable. Por lo tanto, PSELFEXT es la suma de los valores FEXT de los 3 pares de conductores que afectan al par restante.

 

Fibra óptica

La fibra óptica es muy medio de comunicación que utiliza la luz confinada en una fibra de vidrio para transmitir grandes cantidades de información en el orden de Gigabits (1x109 bits) por segundo. Para transmitir los haces de luz se utiliza una fuente de luz como un LED (Light-Emitting Diode) o un diodo láser. En la parte receptora se utiliza un fotodiodo o fototransistor para detectar la luz emitida. También será necesario poner al final de cada extremo un conversor de luz (óptico) a señales eléctricas.

Debido a que el láser trabaja a frecuencias muy altas, entre el intervalo de la luz visible e infrarroja, la fibra óptica es casi inmune a la interferencia y el ruido.

La transmisión óptica involucra la modulación de una señal de luz " usualmente apagando, encendiendo y variando la intensidad de la luz " sobre una fibra muy estrecha de vidrio llamado núcleo " el diámetro de una fibra puede llegar a ser de una décima del diámetro de un cabello humano.

La otra capa concéntrica de vidrio que rodea el núcleo se llama revestimiento. Después de introducir la luz dentro del núcleo ésta es reflejada por el revestimiento, lo cual hace que siga una trayectoria zigzag a través del núcleo. Por lo tanto las dos formas de transmitir sobre una fibra son conocidas como transmisión en modo simple y multimodo. En el modo simple o monomodo, se transmite un haz de luz por cada fibra, mientras en una fibra multimodo más de un haz de luz puede ser transmitido. Dada las características de transmisión de las fibras monomodo, es posible la propagación del haz de luz a decenas de kilómetros. Este tipo de fibra es comúnmente utilizada para enlaces de larga distancia, por ejemplo la interconexión de centrales telefónicas. La fibra multimodo en cambio se utiliza para distancias más cortas y sirve para interconectar redes de área local entre edificios, intercampus, etc.

La tecnología de la fibra óptica ha avanzado muy rápidamente y en la actualidad es posible incrementar la capacidad de una fibra y aumentar la distancia de propagación. Por ejemplo, los amplificadores de fibra dopada con erbio (EDFA, Erbium-doped Fiber Amplifiers) son repetidores/amplificadores que dopan a la fibra con el metal erbio a intervalos de 50 a 100 kilómetros. La introducción de los EDFAs ha hecho posible de los sistemas de fibra óptica de hoy en día operen a 10 Gbps. Los EDFAs abrieron el camino para WDM (Wavelength Division Multiplexing) o multicanalización por división de longitud de onda. WDM es el proceso de dividir el espectro de la fibra óptica en un número de longitudes de onda sin traslaparse una con la otra. Cada longitud de onda es capaz de soportar un canal de comunicaciones de alta velocidad.

Otra tecnología innovadora en las fibras ópticas en el DWDM (WDM denso). Con esta tecnología se pueden soportar más de 16 longitudes de onda. Por ejemplo los sistemas OC-48 (Optical Carrier, 2.5 Gbps) pueden soportar de 60 a 160 longitudes de onda. En la actualidad los sistemas pueden soportar más de 320 longitudes de onda equivalente a 320 canales de alta velocidad por fibra. Se están haciendo desarrollos para que en un futuro cercano se puedan transmitir más de 15,000 longitudes de onda por fibra con la tecnología conocida como "chirped-pulse WDM" de los laboratorios Bell. Con esta tecnología las fibras ópticas tendrán una capacidad inimaginable.

Los cables de fibra óptica submarina son otro ejemplo de la gran capacidad que existe en este medio. El primer cable submarino con fibra óptica (el TAT-8) fue puesto en servicio en 1988 y utilizaba tres pares de fibras con repetidores espaciados cada 65 millas, su capacidad es de 40,000 circuitos de voz bidireccionales. En el 2001 fue instalado otro cable trasatlántico el AC-2, el cual ofrece una capacidad de 10 Gbps en 32 longitudes de onda sobre 8 pares de fibras para un total de 2.5 Terabits por segundo (2.5 x 1012 bps) utilizando WDM.

La fibra óptica como medio de transmisión en el área de las telecomunicaciones ha demostrado su potencialidad al cursar por éstas casi todo el tráfico de voz y datos del mundo, así como el tráfico de Internet. Pero también en el campo de la medicina la fibra óptica tiene un uso muy vasto, la laparoscopía, colposcopía y la endoscopía son sólo unos ejemplos.

 

Cableado estructurado

En el pasado había dos especificaciones principales de terminación de cableado: Los cables de datos y por otro lado, los cables de voz. En la actualidad, en el mundo de los sistemas de cableado estructurado existen diferentes tipos de servicios (e.g. voz , datos, video, monitoreo, control de dispositivos, etc.) que pueden cursarse sobre un mismo tipo de cable.

El estándar de cableado estructurado más utilizado y conocido en el mundo está definido por la EIA/TIA [Electronics Industries Association/ Telecommunications Industries Association] de Estados Unidos. Este estándar especifica el cableado estructurado sobre cable de par trenzado UTP de categoría 5, el estándar se llama EIA/TIA 568A. Existe otro estándar producido por AT&T "mucho antes de que la EIA/TIA fuera creada en 1985" , el 258A, pero ahora es conocido bajo el nombre de EIA/TIA 568B.

El estándar EIA/TIA 568A define 6 subsistemas de cableado estructurado los cuales se detallan a continuación:

1. Entrada al edificio: La entrada a los servicios del edificio es el punto en el cual el cableado externo hace interfaz con el cableado de la dorsal dentro del edificio. Este punto consiste en la entrada de los servicios de telecomunicaciones al edificio (acometidas), incluyendo el punto de entrada a través de la pared y hasta el cuarto o espacio de entrada. Los requerimientos de la interface de red están definidos en el estándar TIA/EIA-569A

2. Cuarto de equipos: El cuarto de equipos es un espacio centralizado dentro del edificio donde se albergan los equipos de red [enrutadores, conmutadores de paquetes (switches), concentradores (hubs), conmutadores telefónicos (PBXs), etc.], equipos de voz , video, etc. Los aspectos de diseño del cuarto de equipos está especificado en el estándar TIA/EIA 569A.

3. Cableado de la dorsal (backbone): El cableado de la dorsal permite la interconexión entre los gabinetes de telecomunicaciones, cuartos de telecomunicaciones y los servicios de la entrada del edificio. Consiste de cables de dorsal, terminaciones mecánicas, equipos principales y secundarios de conexión cruzada (cross-connects), regletas o puentes (jumpers) usados para la conexión dorsal a dorsal. Esto incluye: conexión vertical entre pisos (risers), cables entre un cuarto de equipos, cable de entrada a los servicios del edificio y cables entre edificios.

 Los tipos de cables requeridos para la dorsal son:

♦ UTP de 100 ohm (24 o 22 AWG), distancia máxima 800 metros (voz)
♦ STP de 150 ohm, distancia máxima 90 metros (datos)
♦ Fibra Multimodo 62.5/125 µm, distancia máxima 2,000 metros
♦ Fibra Monomodo 8.3/125 µm, distancia máxima 3,000 metros

4. Gabinete de Telecomunicaciones: El gabinete (rack) de telecomunicaciones es el área dentro de un edificio donde se alberga el equipo del sistema de cableado de telecomunicaciones. Este incluye las terminaciones mecánicas y/o equipos de conexión cruzada para el sistema de cableado a la dorsal y horizontal.

5. Cableado horizontal: El sistema de cableado horizontal se extiende desde el área de trabajo de telecomunicaciones hasta el gabinete de telecomunicaciones y consiste de lo siguiente:

♦ Cableado horizontal
♦ Enchufe de telecomunicaciones
♦ Terminaciones de cable (asignaciones de guías del conector modular RJ-45
♦ Conexiones de transición

Tres tipos de medios son reconocidos para el cableado horizontal, cada uno debe de tener una extensión máxima de 90 metros:

♦ Cable UTP 100-ohm, 4-pares, (24 AWG sólido)
♦ Cable STP 150-ohm, 2-pares
♦ Fibra óptica 62.5/125 µm, 2 fibras

6. Area de trabajo: Los componentes del área de trabajo se extienden desde el enchufe de telecomunicaciones a los dispositivos o estaciones de trabajo.

Los componentes del área de trabajo son los siguientes:

♦ Dispositivos: computadoras, terminales, teléfonos, etc.
♦ Cables de parcheo: cables modulares, cables adaptadores/conversores, jumpers de fibra, etc.
♦ Adaptadores: deberán ser externos al enchufe de telecomunicaciones.

 

 

Medios no-confinados

Los medios no-confinados utilizan el aire como medio de transmisión, y cada medio de transmisión viene siendo un servicio que utiliza una banda del espectro de frecuencias. A todo el rango de frecuencias se le conoce como espectro electromagnético. El espectro electromagnético ha sido un recurso muy apreciado y como es limitado, tiene que ser bien administrado y regulado. Los administradores del espectro a nivel mundial son la WRC (World Radiocommunication Conference) de la ITU-R (International Telecommunications Union Radiocommunications sector). Esta entidad realiza reuniones mundialmente en coordinación con los entes reguladores de cada país para la asignación de nuevas bandas de frecuencia y administración del espectro. En el caso de México, la entidad reguladora del radio espectro es la Instituto Federal de Telecomunicaciones (IFETEL, http://www.ift.org.mx ) y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT, http://www.sct.gob.mx ).

Cada subconjunto o banda de frecuencias dentro del espectro electromagnético tiene propiedades únicas que son el resultado de cambios en la longitud de onda. Por ejemplo, las frecuencias medias (MF, Medium Frequencies) que van de los 300 kHz a los 3 MHz pueden ser radiadas a lo largo de la superficie de la tierra sobre cientos de kilómetros, perfecto para las estaciones de radio AM (Amplitud Modulada) de la región. Las estaciones de radio internacionales usan las bandas conocidas como ondas cortas (SW, Short Wave) en la banda de HF (High Frequency) que va desde los 3 MHz a los 30 MHz. Este tipo de ondas pueden ser radiadas a miles de kilómetros y son rebotadas de nuevo a la tierra por la ionosfera como si fuera un espejo, por tal motivo las estaciones de onda corta son escuchadas casi en todo el mundo.

Los estaciones de FM (Frecuencia Modulada) y TV (televisión) utilizan las bandas conocidas como VHF (Very High Frequency) y UHF (Ultra High Frequency) localizadas de los 30 MHz a los 300 MHz y de los 300 MHz a los 900 MHz, este tipo de señales debido a que no son reflejadas por la ionosfera cubren distancias cortas, una ciudad por ejemplo. La ventaja de usar este tipo de bandas de frecuencias para comunicaciones locales permite que docenas de estaciones de radio FM y televisoras " en ciudades diferentes " puedan usar frecuencias idénticas sin causar interferencia entre ellas.

 

Espectro electromagnético
Banda Significado Rango de Frecuencias Servicios
VLF Very Low Frequency 3 kHz - 30 kHz Conducción de electricidad
LF Low Frequency 30 kHz - 300 kHz Conducción de electricidad, navegación marítima, control de tráfico aéreo
MF Medium Frequency 300 kHz - 3 MHz Radio AM
HF High Frequency 3 MHz - 30 MHz Radio SW
VHF Very High Frequency 30 MHz - 300 MHz Radio FM, TV, radio dos vías
UHF Ultra High Frequency 300 MHz - 3 GHz TV UHF, telefonía celular, WLL, comunicaciones móviles
SHF Super High Frequency 3 GHz - 30 GHz Servicios por

Satélite y microondas, MMDS, LMDS
EHF Extremely High Frequency 30 GHz en adelante LMDS
Infrarojo 3 x 1012 - 4.3 x 1014 Hz WPANs
Luz visible 4.3 x 1014 - 7.5 x 1014 Hz Fibras ópticas
Ultravioleta 7.5 x 1014 - 3 x 1017 Hz

Así cada una de las subbandas del espectro electromagnético proveen un servicio diferente, lo que nos permite hablar por un teléfono celular, escuchar la radio, ver la televisión, sin interferirse un servicio con el otro. A continuación se describirá el medio de comunicación conocido como microondas terrestres, otros servicios que utilizan el espectro radioeléctrico (e.g. satélite, telefonía celular, MMDS, LMDS, WLL,..) se describirán en la sección de comunicaciones inalámbricas.

 Microondas terrestre

microondas

Las microondas son todas aquellas bandas de frecuencia en el rango de 1 GHz en adelante, el término microondas viene porque la longitud de onda de esta banda es muy pequeñ (milimétricas o micrométricas), resultado de dividir la velocidad de la luz (3x108 m/s) entre la frecuencia en Hertz. Pero por costumbre el término microondas se le asocia a la tecnología conocida como microondas terrestres que utilizan un par de radios y antenas de microondas.

 Los operadores tanto de redes fijas como móviles están utilizando las microondas para superar el cuello de botella de la última milla de otros medios de comunicación. Las microondas es un medio de transmisión que ya tiene muchas décadas de uso. En el pasado las compañías telefónicas se aprovechaban de alta capacidad para la transmisión de tráfico de voz. Gradualmente, los operadores reemplazaron el corazón de la red a fibra óptica, dejando como medio de respaldo la red de microondas. Lo mismo sucedió con el video, el cual fue sustituido por el satélite. Las microondas terrestres a pesar de todo sigue siendo un medio de comunicación muy efectivo para redes metropolitanas para interconectar bancos, mercados, tiendas departamentales y radio bases celulares. 

Las estaciones de microondas consisten de un par de antenas con línea de vista conectadas a un radio transmisor que radian radio frecuencia (RF) en el orden de 1 GHz a 50 GHz. Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 10-15 GHz, 18, 23 y 26 GHz, las cuales son capaces de conectar dos localidades de hasta 24 kilómetros de distancia una de la otra. Los equipos de microondas que operan a frecuencias más bajas, entre 2-8 GHz, puede transmitir a distancias entre 30 y 45 kilómetros. La única limitante de estos enlaces es la curvatura de la tierra, aunque con el uso de repetidores se puede extender su cobertura a miles de kilómetros.

 Debido a que todas las bandas de frecuencias de microondas terrestres ya han sido subastadas, para utilizar este servicio es necesario la utilización de frecuencias permisionadas por las autoridades de telecomunicaciones; es muy frecuente el uso no-autorizado de este tipo de enlaces en versiones punto-punto y punto-multipunto. En el sitio web de la IFETEL se encuentra la lista de los permisionarios autorizados de esta banda de frecuencias.

Conclusión

Los medios de transmisión son el canal para que el transmisor y el receptor puedan comunicarse y puedan transferirse información. Es necesario saber que existen varios factores externos que inciden sobre el canal que producen ruido e interferencia, por lo que es necesario una buena relación a ruido para superar estos obstáculos. La selección adecuada del mejor servicio y medio de transmisión para cubrir nuestras necesidades es de vital importancia para operar óptimamente.

Los medios de transmisión inalámbricos han abierto un nuevo panorama y perspectivas de comunicación que nos permiten el intercambio de información en casi cualquier lugar, pero hay que tener en cuenta sus ventajas y desventajas de este medio nos brinde.

Por otro lado, el desarrollo en fibras ópticas ha tenido un avance significativo, incrementándose su capacidad a niveles muy altos y son hoy en día son las venas y las arterias de la mayoría de las comunicaciones de la actualidad.

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Fuente: Libro --- Fundamentos de Telecomunicaciones y Redes

 

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