Trabajo 02 - Microondas

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Universidad Privada de Tacna FAING - EPIS

“Trabajo 02 – Unidad II”(MICROONDAS)

CURSO : Taller de Redes e Infraestructura de la T. I.

DOCENTE : Ing. Martin Alcántara

ALUMNO : PILCO ORTEGA, Geyler

CICLO : X

FECHA : 19 de Septiembre

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA DE SISTEMAS

TACNA – PERÚ2013

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MICROONDAS

Se denomina así la porción del espectro electromagnético que cubre las frecuencias entre aproximadamente 3 Ghz y 300 Ghz (1 Ghz = 10^9 Hz), que corresponde a la longitud de onda en vacío entre 10 cm. y 1mm.La propiedad fundamental que caracteriza a este rango de frecuencia es que el rango de ondas correspondientes es comparable con la dimensión físicas de los sistemas de laboratorio; debido a esta peculiaridad, exigen un tratamiento particular que no es extrapolable de ninguno de los métodos de trabajo utilizados en los márgenes de frecuencias con que limita.

COMUNICACIÓN VÍA 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.

La antena más común es la de tipo parabólico. El tamaño es de un diámetro de unos 3 metros. Esta antena se fija rígidamente, y en este caso el haz estrecho debe estar perfectamente enfocada hacia la antena receptora.

D= 7.14 kh (km) 2.1

Donde d es la distancia de separación entre las antenas expresada en kilómetros, h es la altura de la antena en metros, y k es un factor de corrección que tiene en cuenta que las microondas se desvían o refractan con la curvatura de la tierra llegando, por lo tanto, más lejos de lo que lo harían si se propagarse en línea recta.

Una buena aproximación es considerar k=4/3

Ejemplo: Dos antenas de microondas con altura de 100 metros pueden separarse una distancia de: d = 7.14 133= 82 km.

Para llevar a cabo transmisiones a largas distancias, se utiliza la concatenación de enlaces punto a punto entre antenas situadas en torres adyacentes, hasta cubrir la distancia deseada.

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TIPOS DE CONEXION A INTERNET

Conexiones inalámbricas:

1. Internet por microondas terrestres: Se utiliza una antena colocada en un edificio y un modem especial conecta la antena al ordenador. Esta antena se encarga de radiar, la señal en forma de ondas electromagnéticas de alta frecuencia.

2. Internet por microondas vía satélite: La comunicación se realiza a través de microondas que viajan en el espacio hasta un satélite geoestacionario.

VELOCIDAD:

Frecuencias y longitud de onda

Las microondas comprenden frecuencias que trabajan en el rango de los 109 a 1012 Hertz, que corresponden a longitudes de onda que van de los 30 cm. (centímetros) a 0.3 mm. (Milímetros). Estas longitudes de onda son del mismo orden de magnitud que las dimensiones de los circuitos empleados en su generación.

Los enlaces de microondas permiten grandes velocidades de transmisión, del orden de 10 Mbps.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS:

Ventajas

Los campos electromagnéticos naturales son más fuertes en frecuencias inferiores al límite de 100 kHz. El campo eléctrico estático de la tierra alcanza valores de 100 V/m en condiciones de buen tiempo en la capa de aire próxima al suelo. La presencia de nubes de tormenta incrementa la tensión del campo y las descargas eléctricas naturales producen una radiación de banda ancha centrada en los 10 kHz. En la gama de RF y microondas recibimos radiación del sol y las estrellas pero en magnitud de 10 pW/cm²

La densidad de potencia de las fuentes naturales cae no linealmente con la frecuencia hasta valores inferiores a 10-22 uW/cm2.MHz sobre los 10 MHz, siendo la irradiación más alta en la noche que durante el día.

La transmisión por satélite ofrece muchas ventajas para una compañía. Los precios de renta de espacio satelital es más estable que los que ofrecen las compañías telefónicas. Ya que la transmisión por satélite no es sensitiva a la distancia. Y además existe un gran ancho de banda disponible.

Los beneficios de la comunicación por satélite desde el punto de vista de comunicaciones de datos podrían ser los siguientes:

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•Transferencia de información a altas velocidades (Kbps, Mbps)

•Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente accesibles geográficamente.

•Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos.

•Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las redes públicas telefónicas.

VENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA

Volumen de inversión generalmente más reducido. Instalación más rápida y sencilla. Conservación generalmente más económica y de actuación rápida. Puede superarse las irregularidades del terreno. La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto que las características del

medio de transmisión son esencialmente constantes en el ancho de banda de trabajo.

Puede aumentarse la separación entre repetidores, incrementando la altura de las torres.

Las comunicaciones vía satélite poseen numerosas ventajas sobre las comunicaciones terrestres, la siguiente es una lista de algunas de estas ventajas:

• El costo de un satélite es independiente a la distancia que valla a cubrir.

• La comunicación entre dos estaciones terrestres no necesita de un gran número de repetidoras puesto que solo se utiliza un satélite.

• Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola señal de satélite, sin tener que preocuparse en gran medida del problema de los obstáculos.

• Grandes cantidades de ancho de bandas están disponibles en los circuitos satelitales generando mayores velocidades en la transmisión de voz, data y vídeo sin hacer uso de un costoso enlace telefónico.

Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son:

• La absorción por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda.

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• Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que afectan las comunicaciones de voz, por lo cual son generalmente evitadas.

• Un satélite no puede retransmitir una señal a la misma frecuencia a la que es recibida, si esto ocurriese el satélite interferiría con la señal de la estación terrestre, por esto el satélite tiene que convertir la señal recibida de una frecuencia a otra antes de retransmitirla, para hacer esto lo hacemos con algo llamado "Transponders". La siguiente imagen muestra como es el proceso.

• Al igual que los enlaces de microondas las señales transmitidas vía satélites son también degradadas por la distancia y las condiciones atmosféricas.

• Otro punto que cabe destacar es que existen satélites que se encargan de regenerar la señal recibida antes de retransmitirla, pero estos solo pueden ser utilizados para señales digitales, mientras que los satélites que no lo hacen pueden trabajar con ambos tipos de señales (Análogas y Digitales).

Entre las desventajas de la comunicación por satélite están las siguientes:

1/4 de segundo de tiempo de propagación. (Retardo) Sensibilidad a efectos atmosféricos Sensibles a eclipses Falla del satélite (no es muy común) Requieren transmitir a mucha potencia Posibilidad de interrupción por cuestiones de estrategia militar.

DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES DE MICROONDAS COMPARADOS CON LOS SISTEMAS DE LINEA METALICA

Explotación restringida a tramos con visibilidad directa para los enlaces. Necesidad de acceso adecuado a las estaciones repetidoras en las que hay que

disponer de energía y acondicionamiento para los equipos y servicios de conservación. Se han hecho ensayos para utilizar generadores autónomos y baterías de células solares.

La segregación, aunque es posible y se realiza, no es tan flexible como en los sistemas por cable

Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar desvanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante problema en diseño.

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Generación

Transmisión y recepción

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. Otros tipos de emisiones que caen fuera de la gama de RF son los rayos gamma, los rayos X, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta y la luz.

Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce en él un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de información.

APLICABILIDAD:

Radionavegación

Uno de sus primeros usos fue en el ámbito naval, para el envío de mensajes en código Morse entre los buques y tierra o entre buques. Actualmente también se usa en aeronavegación.

Radiodifusión AM y FM

Las primeras transmisiones regulares, comenzaron en 1920. Antes de la llegada de la televisión, la radiodifusión comercial incluía no solo noticias y música, sino dramas, comedias, shows de variedades, concursos y muchas otras formas de entretenimiento, siendo la radio el único medio de representación dramática que solamente utilizaba el sonido. Actualmente la radio es el medio en el que algunos géneros del periodismo clásico alcanzan su máxima expresión.

Radios comunitarias

En la historia reciente de la radio, han aparecido las radios de baja potencia, constituidas bajo la idea de radio libre o radio comunitaria, con la idea de oponerse a la imposición de un monólogo comercial de mensajes y que permitan una mayor cercanía de la radio con la comunidad.

Televisión

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La televisión hasta tiempos recientes, principios del siglo XXI, fue analógica totalmente y su modo de llegar a los televidentes era mediante el aire con ondas de radio en las bandas de VHF y UHF. Pronto salieron las redes de cable que distribuían canales por las ciudades. Esta distribución también se realizaba con señal analógica; las redes de cable debían tener una banda asignada, más que nada para poder realizar la sintonía de los canales que llegan por el aire junto con los que llegan por cable. En los años 1990 aparecen los sistemas de alta definición, primero en forma analógica y luego, en forma digital.

Radioaficionados

La radio afición es tanto una afición como un servicio en el que los participantes utilizan varios tipos de equipos de radiocomunicaciones para comunicarse con otros radioaficionados para el servicio público, la recreación y la autoformación. Los opera doradores de radio afición gozan (y, a menudo en todo el mundo) de comunicaciones inalámbricas personales entre sí y son capaces de apoyar a sus comunidades con comunicaciones de emergencia y de desastres si es necesario.

Otros usos de las radiocomunicaciones

• Audio

• Música, voz y servicios interactivos con el sistema de radio digital DAB empleando multiplexación en frecuencia OFDM para la transmisión física de las señales.

• Servicios RDS, en subbanda de FM, de transmisión de datos que permiten transmitir el nombre de la estación y el título de la canción en curso, además de otras informaciones adicionales.

• Transmisiones de voz para marina y aviación utilizando modulación de amplitud en la banda de VHF.

• Servicios de voz utilizando FM de banda estrecha en frecuencias especiales para policía, bomberos y otros organismos estatales.

• Servicios civiles y militares en alta frecuencia (HF) en la banda de Onda Corta, para comunicación con barcos en alta mar y con poblaciones o instalaciones aisladas y a muy largas distancias.

• Sistemas telefónicos celulares digitales para uso cerrado (policía, defensa, ambulancias, etc). Distinto de los servicios públicos de telefonía móvil.

• Telefonía.

• Vídeo.

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• Navegación.

• Servicios de emergencia.

• Transmisión de datos por radio digital.

Radioastronomía

Muchos de los objetos astronómicos emiten en radiofrecuencia. En algunos casos en rangos anchos y en otros casos centrados en una frecuencia que se corresponde con una línea espectral,[1] por ejemplo:

• Línea de HI o hidrógeno atómico. Centrada en 1,4204058 GHz.

• Línea de CO (transición rotacional 1-0) asociada al hidrógeno molecular. Centrada en 115,271 GHz.

Radar

El radar es un sistema que usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer gran cantidad de información. El uso de ondas electromagnéticas permite detectar objetos más allá del rango de otro tipo de emisiones. Entre sus ámbitos de aplicación se incluyen la meteorología, el control del tráfico aéreo y terrestre y gran variedad de usos militares.

Resonancia magnética

La RMN estudia los núcleos atómicos al alinearlos a un campo magnético constante para posteriormente perturbar este alineamiento con el uso de un campo magnético alterno, de orientación ortogonal. La resultante de esta perturbación es una diferencia de energía que se evidencia al ser excitados dichos átomos por radiación electromagnética de la misma frecuencia. Estas frecuencias corresponden típicamente al intervalo de radiofrecuencias del espectro electromagnético. Esta es la absorción de resonancia que se detecta en las distintas técnicas de RMN.

Otros usos de las ondas de radio

• Fuerza mecánica

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• Metalurgia:

• Templado de metales

• Soldaduras

• Industria alimentaria:

• Esterilización de alimentos

• Medicina:

• Implante coclear

• Diatermia

DISTANCIA:

Microondas terrestres: se utilizan antenas parabólicas con un diámetro aproximado de unos tres metros. Tienen una cobertura de kilómetros, pero con el inconveniente de que el emisor y el receptor deben estar perfectamente alineados. Por eso, se acostumbran a utilizar en enlaces punto a punto en distancias cortas. En este caso, la atenuación producida por la lluvia es más importante ya que se opera a una frecuencia más elevada. Las microondas comprenden las frecuencias desde 1 hasta 300 GHz.

Microondas por satélite: se hacen enlaces entre dos o más estaciones terrestres que se denominan estaciones base. El satélite recibe la señal (denominada señal ascendente) en una banda de frecuencia, la amplifica y la retransmite en otra banda (señal descendente). Cada satélite opera en unas bandas concretas. Las fronteras frecuenciales de las microondas, tanto terrestres como por satélite, con los infrarrojos y las ondas de radio de alta frecuencia se mezclan bastante, así que pueden haber interferencias con las comunicaciones en determinadas frecuencias.

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CONCLUSIONES

MEDIO DE TRANSMISION

Microondas por satelital Microondas terrestres

ANCHO DE BANDA 100 MHz 50 GHzCAPACIDAD MÁXIMA 275 Gbps 500 Mbps

CAPACIDAD USADA 20 MbpsCorta distancia y atenuación fuerte

OBSERVACIONESSe necesitan

emisores/receptoresDifícil instalar

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Trabajo 02 - Microondas