Investigación Documentada - Medios de Transmisión ( Telecomunicaciones)

Universidad Nacional De Ingeniería Ingeniería Electrónica Telecomunicaciones Medios de Trasmisión

Integrantes  Carlos Isaac Olivares Ruiz

Managua 27 de julio de 2015

DEDICATORIA Dedicamos este trabajo investigativo a Dios que nos ha dado lo necesario para seguir adelante día a día, por ser el manantial de vida y por habernos brindado la sabiduría y fortaleza necesaria para la elaboración de este trabajo. A nuestros padres que son el apoyo fundamental para seguir con nuestros estudios y forjándonos como personas de bien.

AGRADECIMIENTO Agradecemos a nuestra tutora Licda. Deyanira Guadalupe Sáenz por brindarnos los conocimientos necesarios requeridos para la elaboración de este trabajo investigativo.

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Índice DEDICATORIA AGRADECIMIENTO I.

INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3

II.

TEMAS ................................................................................................................................................... 4 2.1.

Tema General: Telecomunicaciones ........................................................................................... 4

2.2.

Tema Delimitado ......................................................................................................................... 4 Objetivos .......................................................................................................................................... 5

III. 3.1.

Objetivo General ......................................................................................................................... 5

3.2.

Objetivos Específicos .................................................................................................................. 5 Marco Teórico ................................................................................................................................. 6

IV.

4.1 Conceptos Básicos relacionados a las telecomunicaciones ............................................................ 6 A. Telecomunicación ............................................................................................................................ 6 B. Red de Telecomunicaciones ............................................................................................................. 6 C. Radiación Electromagnética ............................................................................................................. 6 D. Frecuencia ........................................................................................................................................ 6 E. Radiación Electromagnética ............................................................................................................. 7 F. Ondas electromagnéticas .................................................................................................................. 7 4.2 Sistema de Trasmisión ...................................................................................................................... 8 4.3 Medios de Trasmisión ..................................................................................................................... 10 A.

Medios de Trasmisión guiados ................................................................................................... 11

B.

Medios de Trasmisión no guiados .............................................................................................. 13

4.4 Importancia de las Telecomunicaciones y los medios de trasmisión. ......................................... 15 V.

Diseño Metodológico ......................................................................................................................... 16

VI.

CONCLUSIONES......................................................................................................................... 17

VII.

Recomendaciones .......................................................................................................................... 18

VIII. IX.

Bibliografía ................................................................................................................................ 19 Anexo .............................................................................................................................................. 20

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I.

INTRODUCCIÓN

“La distancia, que es el impedimento principal del progreso de la humanidad, será completamente superada, en palabra y acción. La humanidad estará unida, las guerras serán imposibles, y la paz reinará en todo el planeta.” Nikola Tesla El presente trabajo investigativo aborda como tema Las Telecomunicaciones, teniendo como objetivo principal analizar la importancia que tiene hoy en día las telecomunicaciones en nuestra sociedad. En la actualidad el mundo gira entorno a las telecomunicaciones ya que constituyen un factor social y económico de gran relevancia. Cada vez más nacen nuevas tecnologías en el ámbito de las telecomunicaciones que ayudan a la globalización como es la Radio, Televisión, Telefonía móvil, redes informáticas o el internet. Nuestro estudio está divido en ocho acápites: Tema General y Tema Delimitado, Objetivo General y Objetivos Específicos, Marco Teórico, Diseño Metodológico, Conclusiones, Recomendaciones, Bibliografía, y los Anexos. Como antecedentes podemos mencionar que el físico inglés James Clerk Maxwell fue el responsable de sentar las bases para el desarrollo de la telecomunicación, al introducir el concepto de onda electromagnética para describir mediante las matemáticas la interacción entre electricidad y magnetismo. De esta forma, Maxwell anunció que era posible propagar ondas por el espacio libre al utilizar descargas eléctricas, algo que comprobó Heinrich Hertz en 1887 demostrando que estas ondas hertzianas se podían reflejar, refractar, polarizar, difractar e interferirse. Otros científicos ampliaron estos conocimientos hasta conseguir una base que dio el paso a un nuevo sistema de telecomunicación: La Radiocomunicación. Es por eso que hemos decidido basar nuestra investigación es este importante tema describiendo como las telecomunicaciones a través de los años han venido evolucionando desde el uso del Telégrafo, el salto a la Radiocomunicación y lo que hoy significa los medios de trasmisión no guiados o inalámbricos. Esperamos que los resultados de esta investigación documentada le sean útil para tener un mayor entendimiento de lo que significan las telecomunicaciones y los distintos medios de trasmisión que existen.

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II.

TEMAS

2.1.

Tema General: Telecomunicaciones

2.2.

Tema Delimitado



Análisis comparativo de los medios de Trasmisión en las telecomunicaciones.

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III. Objetivos 3.1.

Objetivo General

1. Analizar la importancia de los medios de transmisión en las telecomunicaciones.

3.2.

Objetivos Específicos

1- Exponer algunos conceptos básicos relacionados con el tema de las Telecomunicaciones 2- Explicar la utilidad de los medios de transmisión en las telecomunicaciones. 3- Mencionar los avances de los distintos medios de transmisión.

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IV.

Marco Teórico

4.1 Conceptos Básicos relacionados a las telecomunicaciones A. Telecomunicación Una Telecomunicación es toda forma de comunicación a Distancia, ya sea transmisión o recepción de señales de cualquier naturaleza, que contengan signos, sonidos, imágenes o en definitiva cualquier tipo de información que se desee comunicar a cierta distancia. (Ver imagen Nº. 1 en anexo)

B. Red de Telecomunicaciones Es un conjunto de dispositivos interconectados entre sí, con el objetivo de transmitir y compartir información entre ellos.

C. Radiación Electromagnética Es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través de un medio transportando energía de un lugar a otro. Se puede propagar en forma de voltaje o corriente a través de diferentes medios, en un intervalo casi finito de frecuencias. (Recuperado de: http://www.codejobs.biz/es/blog/2013/08/12/). D. Frecuencia Es la cantidad de veces que sucede un movimiento periódico, cómo puede ser una onda senoidal de voltaje o corriente, durante un determinado período. Cada inversión completa de a onda se le llama ciclo. La unidad básica de es el Hertz (Hz) y es igual a un ciclo por segundo (1Hz = 1cps). La frecuencia mantiene una relación inversa con la longitud de onda: a mayor frecuencia, menor longitud y viceversa. En el campo de la radio y la telecomunicación la frecuencia establece las bandas en que estos emiten la señal.

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E. Radiación Electromagnética Es un fenómeno producido por la combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y que se propaga a través del espacio en todas direcciones, en forma de ondas electromagnéticas, llevando energía de un lugar a otro. El físico escocés, James Clerk Maxwell fue el primero en hacer la observación teórica de que un campo electromagnético variable admite una solución cuya ecuación de movimiento se corresponde a la de una onda. Eso sugería que el campo electromagnético era susceptible de propagarse en forma de ondas, tanto en un medio material como en el vacío. (Recuperado de: http://astrojem.com/radiacionelectromagnetica.html)

F. Ondas electromagnéticas Son las ondas que se generan por el proceso de radiación electromagnética, descrito anteriormente, y que se encargan de llevar energía de un lugar a otro.

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4.2 Sistema de Trasmisión En telecomunicaciones, un sistema de transmisión es un conjunto de elementos interconectados que se utiliza para transmitir una señal de un lugar a otro y en diferentes sentidos. La señal transmitida puede ser eléctrica, óptica o de radiofrecuencia. (Ver imagen Nª. 2 en anexo) Un sistema de Trasmisión cuenta con: Emisores: Su función es codificar y emitir el mensaje. Un ejemplo de emisor es una antena (puede emitir ondas electromagnéticas al espacio)

Receptores: Su función es recibir y decodificar el mensaje emitido por el emisor. Un ejemplo de emisor puede ser un televisor que recibe señales para posteriormente reproducirlas)

Medio de transmisión: Es el soporte físico por el que se transmite la información, existen dos medios de trasmisión los guiados (alámbricos) y los no guiados (inalámbricos), estos a su vez se subdividen en distintas ramas que posteriormente serán mejor explicadas.

Repetidores: Los repetidores son amplificadores de señal (analógica o digital), reciben una señal y ellos se encargan de amplificarla para poder establecer comunicaciones a una mayor distancia.

Conmutadores: (Switches) Su función es administrar las conexiones de una red estos dispositivos mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local (LAN).

Encaminadores: (routers en inglés): Son dispositivos que permiten elegir en cada momento cual es el camino más adecuado para que las tramas de red lleguen a su destino en una red con soporte TCP/IP.

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Filtros: Dispositivos que permiten el paso de ciertas frecuencias de la señal, pero impiden el paso de otras. Se usan para sintonizar (demultiplexar) canales en una radio o en un televisor, por ejemplo.

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4.3 Medios de Trasmisión Los medios de trasmisión son el canal que permite la comunicación entre dos terminales en un sistema de trasmisión, estas trasmisiones por lo general son ondas electromagnéticas que llevan información y que se propagan por cierto canal, ya sea por un canal físico o no ya que dichas ondas electromagnéticas se pueden trasmitir por el vacío siendo este canal al que se conoce como no guiado o inalámbrico. (Véase, ANDREW S. TANENBAUM 2.2:90) Clasificación Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:

 Medios de transmisión guiados  Cable de par trenzado  El cable coaxial  La fibra óptica  Medios de transmisión no guiados     

Radio Microondas Luz (infrarrojos/láser). Redes de Sensores WI-FI

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A. Medios de Trasmisión guiados Los medios de trasmisión guiados o inalámbricos son los más usados hasta el momento, pero poco a poco las redes inalámbricas los van desplazando, en este medio se utilizan medios físicos (cables) para la trasmisión de información. Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las telecomunicaciones y las redes de computadoras son tres:



Cable de par trenzado:

“El cable de par trenzado consiste en un conjunto de pares de hilos de cobre, conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía”. (Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Medio_de_transmision) (Ver imagen Nª. 3 en anexo) Existen dos tipos básicos de pares trenzados:  Apantallado, blindado o con blindaje: Shielded Twisted Pair (STP).  No Apantallado, sin blindar o sin blindaje: Unshielded Twisted Pair (UTP), el cable tipo UTP es el que comúnmente encontramos en cualquier red de área local. El cable de par trenzado es el más usado de los medios de trasmisión guiados especialmente el cable (UTP) debido a su bajo costo, pero entre sus desventajas esta es que es bien limitado en su ancho de banda y a altas tasas de trasmisión presenta errores. 

Cable Coaxial: “Consiste en un cable conductor interno (cilíndrico) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable”. (Ver imagen Nª. 4 en anexo) (Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Medio_de_transmision) Existen dos clases de cable coaxial: 1) El cable de 75 ohms que se utiliza para la trasmisión analógica, la televisión por cable y la trasmisión de datos. 2) El cable de 50 ohms que se utiliza para la trasmisión digital. 11

Este cable a diferencia del cable de par trenzado su costo es mayor debido a los materiales que su utilizan para su elaboración, su principal ventaja es que se puede trasmitir información a mayor distancia y con una tasa de transmisión más elevada, un ejemplo de cable coaxial es el que llega a nuestros hogares con la señal de televisión y las redes telefónicas interurbanas.



Fibra Óptica

“Físicamente un cable de fibra óptica está constituido por un núcleo formado por una o varias fibras o hebras muy finas de cristal o plástico; un revestimiento de cristal o plástico con propiedades ópticas diferentes a las del núcleo, cada fibra viene rodeada de su propio revestimiento y una cubierta plástica para protegerla de humedades y el entorno. (Ver imagen N.ª º 5 en anexo) En el cable de fibra óptica las señales que se transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz.” (Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica) Este medio de trasmisión a pesar de su elevado costo cada vez más va aumentado la cantidad de personas, empresas e instituciones que desean utilizar este medio de transmisión en sus redes debido a un sin número de ventajas como es su alta tasa de trasmisión de datos, facilidad para montar una red de área local, no es susceptible a interferencias y un beneficio importante para las empresas es que es inmune a la filtración de información.

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B. Medios de Trasmisión no guiados “En este tipo de medios, la transmisión y la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario, en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea”. (Recuperado de https://es.wikipedia.org/wiki/Medio_de_transmision). Para las transmisiones no guiadas, la configuración puede ser: -

-

Direccional, en la que la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas. Omnidireccional, en la que la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas.

En la actualidad los medios de trasmisión no guiados o inalámbricos están alcanzado fronteras que hace algunos años se creía imposibles de alcanzar, pero la verdad es que hoy en día la mayoría de la población cuenta con un Smartphone, portátiles, videojuegos etc. y por medio de ellos podemos conectarnos al internet sin necesidad de usar algún cable de red sino se hace por medio de wifi o paquetes de datos, ¿cómo nos llegan estas señales? Simple por medios de trasmisión no guiados. Algunos ejemplos de medios de transmisión no guiados o inalámbricos son: Radio: “Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada (por ejemplo, un electrón) se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia (RF) del espectro electromagnético. Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce en un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de información.” (Recuperado de:https://es.wikipedia.org/wiki/Radio_(medio_de_comunicaci%C3%B3n))

La Radio fue el primer invento donde se probó que se podía trasmitir información (Sonido) a través de ondas electromagnéticas emitidas al vacío por una antena y recibidas por un aparato receptor(Radio) a esto se le conoce como radiocomunicación. (Ver imagen Nª 6 en anexo)

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WI-FI: Es un sistema de envió de datos sobre redes de computadores que utilizan ondas electromagnéticas en lugar de cables, actualmente de los medios transmisión no guiados es el más usado debido a que la mayoría de dispositivos electrónicos traen conexión con WI-FI como son los Smartphone y las computadoras portátiles. (Ver imagen Nª 7 en anexo)

Bluetooth: El bluetooth es protocolo de comunicación que comúnmente es utilizado en los celulares debido a que requiere de poca energía, es de poco alcance, pero mayor que el infrarrojo y tiene una velocidad de trasferencia relativamente buena para un dispositivo móvil, cabe mencionar que esta forma de trasmisión de datos no necesita estar en línea recta como lo hacían los dispositivos con infrarrojo por el motivo de que son señales de radiofrecuencia.

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4.4 Importancia de las Telecomunicaciones y los medios de trasmisión. En la actualidad las Telecomunicaciones cumple un factor muy importante en muchos ámbitos, en el comienzo de la sociedad nuestros ancestros utilizaban señales de humo para comunicarse entre ellos mismos o bien con otras aldeas, hoy tenemos la posibilidad de mandar un mensaje de texto de Nicaragua a cualquier parte del mundo en cuestión de segundos, podemos saber que está pasando al otro lado del mundo por medio del internet o la televisión satelital, todos estos avances tecnológicos en el campo de las telecomunicaciones han contribuido enormemente en la comunicación que es un factor indispensable ya que este es el medio que trasmite al mundo informaciones generales, nuevas ideas de globalización , avances en la ciencia y tecnología , el comercio, la educación, el entretenimiento, la política, el arte, la religión, y en todos los demás campos.

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V.

Diseño Metodológico

Tipo de Estudio: Este estudio es de tipo documental y descriptivo puesto que se pretende analizar con bases teóricas la importancia que tienen las Telecomunicaciones en la actualidad y los distintos medios de trasmisión de datos que existen.

Métodos Utilizados: MÉTODOS ESPECIALIZADOS: “BIBLIOGRÁFICO y WEBGRAFÍA” Para este estudio se utilizó este método para consultar y analizar diferentes tipos de investigaciones y estudios relacionados a nuestro tema para que este tenga un respaldo científico

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VI.

CONCLUSIONES

Como Resultado de la investigación documentada se pudo conocer a fondo lo que es las telecomunicaciones y su vital importancia en el mundo, según nuestras investigaciones acerca de los distintos medios de transmisión que existen como son los medios guiados y no guiados se ve claramente que en cada uno de estos medios cada vez sale una nueva tecnología que supera a la otra en los medios guiados es la fibra óptica y en los medios no guiados son las redes WI-FI que están a la vanguardia en tecnología con tasas de trasferencias de datos sumamente altas en comparación a sus inicios. Cada vez más estos medios de trasmisión se vuelven más comunes en nuestros entorno ya sea en nuestro hogar, en las escuelas, el las empresas ayudándonos a realizar de una manera más fácil actividades que antes resultaba imposible. Las telecomunicaciones así como los medios de trasmisión todavía no han llegado a su tope tecnológico dejando muchas puertas abiertas a los nuevos ingenieros que se están metiendo en este mundo de las redes que quieren seguir los pasos del gran científico Maxwell pionero en los estudios de las ondas electromagnéticas y los demás científicos que quisieron seguir estudiando estos fenómenos para aportar nuevas ideas en este inmenso campo.

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VII. Recomendaciones Dentro de esta investigación documentada sobre las telecomunicaciones y los medios de trasmisión se desea que otros estudiantes amplíen sus estudios en este tan importante tema, para seguir cultivando y contribuyendo a la comunidad científica y complementen esta investigación para así ayudar a nuevos estudiantes que deseen tener una parte introductoria en las telecomunicaciones.

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VIII. Bibliografía

ANDREW S. TANENBAUM. (2003). Redes de Computadoras. 4ta. Ed. México. Pearson Educación.

“Medios de Transmisión” Consultado el 20 de julio de 2015. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Medio_de_transmisi%C3%B3n

“Radio Frecuencia” Consultado el 20 de julio de 2015. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia

“Ondas Electromagnéticas” Consulta el 20 de julio de 2015. Recuperado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuencia

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IX.

Anexo

Ilustración 1 "Telecomunicaciones"

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Ilustración 2 " Sistema de Transmisión"

Ilustración 3 " Cable de Par Trenzado"

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Ilustración 4 "Cable Coaxial"

Ilustración 5 "Fibra Óptica"

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Ilustración 6 "Radiocomunicación"

Ilustración 7 “Redes WI-FI”

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