2. MEDIOS DE TRANSMISION Y SUS CARACTERISTICAS

El medio de transmisión constituye el canal que

permite la transmisión de información entre dos

terminales en un sistema de transmisión. Las

transmisiones se realizan habitualmente empleando

ondas electromagnéticas que se propagan a través

del canal.

A veces el canal es un medio físico y otras veces no,

ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles

de ser transmitidas por el vacío.

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

o El par trenzado

o El cable coaxial

o La fibra óptica

Medios de transmisión no guiados

o radio

o microondas

o luz (infrarrojos/láser).

2.1 GUÍADOS: PAR TRENZADO , COAXIAL Y FIBRA OPTICA

PAR TRENZADO.

El par trenzado consiste en un par 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.

Existen dos tipos de par trenzado:

Protegido: Shielded Twisted Pair (STP)

No protegido: Unshielded Twisted Pair (UTP) Las aplicaciones principales en las

que se hace uso de cables de par trenzado son:

tramo de cable existente entre el teléfono de un abonado y la central a la que se

encuentra conectado. Este cable suele ser UTP Cat.3 y en la actualidad es uno de

los medios más utilizados para transporte de banda ancha, debido a que es una

este caso se emplea UTP Cat.5 o Cat.6 para transmisión de datos. Consiguiendo

velocidades de varios centenares de Mbps. Un ejemplo de este uso lo constituyen

las redes 10/100/1000BASE-T.

Para conectar el cable UTP a los distintos dispositivos de red se usan unos

conectores especiales, denominados RJ-45

Velocidades de transmisión de datos:

Categoría1 Voz (Cable de teléfono)

Categoría 2 Datos a 4 Mbps (LocalTalk)

Categoría 3 Datos a 10 Mbps (Ethernet)

Categoría 4 Datos a 20 Mbps/16 Mbps Token Ring

Categoría 5 Datos a 100 Mbps (Fast Ethernet)

EL CABLE COAXIAL

El cable coaxial se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y una malla

externa separados por un dieléctrico o aislante.

El cable coaxial es quizá el medio de transmisión más versátil, por lo que está

siendo cada vez más utilizado en una gran variedad de aplicaciones. Se usa para

trasmitir tanto señales analógicas como digitales. El cable coaxial tiene una

respuesta en frecuencia superior a la del par trenzado, permitiendo por tanto

mayores frecuencias y velocidades de transmisión. Por construcción el cable

coaxial es mucho menos susceptible que el par trenzado tanto a interferencias

como a diafonía.

Las aplicaciones más importantes son:

• Distribución de televisión

• Telefonía a larga distancia

• Conexión con periféricos a corta distancia

• Redes de área local

Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la

digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido

paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para

distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última

es muy superior.

LA FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de

datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por

el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz

queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un

ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la

ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar

gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de

radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las

interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde

se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de

transmisión.

Características La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a

frecuencias ópticas. Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o

cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de

una capa de un material similar con un índice de refracción ligeramente menor.

Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor,

se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el

ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.

En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en

ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De

este modo, se pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas

distancias.

A lo largo de toda la creación y desarrollo de la fibra óptica, algunas de sus

características han ido cambiando para mejorarla. Las características más

destacables de la fibra óptica en la actualidad son:

Cobertura más resistente: La cubierta contiene un 25% más material que

las cubiertas convencionales.

Uso dual (interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta,

la cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra

óptica contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la

fibra.

Mayor protección en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la

humedad en el interior de la fibra con múltiples capas de protección

alrededor de ésta, lo que proporciona a la fibra, una mayor vida útil y

confiabilidad en lugares húmedos.

Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el

menor diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación,

donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se

ha llegado a conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa

cuyo diámetro es un 50% menor al de los cables convencionales.

Funcionamiento Los principios básicos de su funcionamiento se justifican

aplicando las leyes de la óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción

(principio de reflexión interna total) y la ley de Snell. 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 limite.

Ventajas:

Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del

Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que

de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve veces menos

que el de un cable convencional.

Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que

implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a

las tormentas, chisporroteo...

Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por

el debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además, no radia

nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren

alto nivel de confidencialidad.

No produce interferencias.

Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente

utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo,

en los túneles del metro). Esta propiedad también permite la coexistencia

por los mismos conductos de cables ópticos no metálicos con los cables de

energía eléctrica.

Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite

salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede

proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario

regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km. utilizando

amplificadores láser.

Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la

Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la

telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar y posterior

reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento.

Con un coste menor respecto al cobre.

Desventajas:

A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de

desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las

siguientes:

La alta fragilidad de las fibras.

Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.

Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el

campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.

No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.

La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión

eléctrica-óptica.

La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.2

No existen memorias ópticas.

La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el

terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía

debe proveerse por conductores separados. Las moléculas de hidrógeno pueden

difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua

corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el

envejecimiento de la fibra óptica. Incipiente normativa internacional sobre algunos

aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la

transmisión y pruebas.

Tipos

Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una

fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación

tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.

a. Fibra multimodo Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz

pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a

la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz.

Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia,

menores a 1 km, es simple de diseñar y económico.

b. Fibra monomodo Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se

propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra

hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación.

Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo,

las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo,

mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información

(decenas de Gb/s).

Tipos según su diseño De acuerdo a su diseño, existen dos tipos de cable de fibra

óptica

a. Cable de estructura holgada Es un cable empleado tanto para exteriores como

para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central

de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres

milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente

en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa

como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo

holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el

cable. Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la

tracción que bien puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento

central o de hilaturas de Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.

b. Cable de estructura ajustada Es un cable diseñado para instalaciones en el

interior de los edificios, es más flexible y con un radio de curvatura más pequeño

que el que tienen los cables de estructura holgada. Contiene varias fibras con

protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, todo ello

cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección plástica

extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 μm

rodeando al recubrimiento de 250 μm de la fibra óptica. Esta protección plástica

además de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un

soporte físico que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir

las bandejas de empalmes.

Componentes de la fibra óptica Dentro de los componentes que se usan en la fibra

óptica caben destacar los siguientes: los conectores, el tipo de emisor del haz de

luz, los conversores de luz, etc. Transmisor de energía óptica. Lleva un modulador

para transformar la señal electrónica entrante a la frecuencia aceptada por la

fuente luminosa, la cual convierte la señal electrónica (electrones) en una señal

óptica (fotones) que se emite a través de la fibra óptica. Detector de energía óptica.

Normalmente es un fotodiodo que convierte la señal óptica recibida en electrones

(es necesario también un amplificador para generar la señal) Su componente es el

silicio y se conecta a la fuente luminosa y al detector de energía óptica. Dichas

conexiones requieren una tecnología compleja.

Tipos de conectores Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra

a un elemento, ya puede ser un transmisor o un receptor. Los tipos de conectores

disponibles son muy variados, entre los que podemos encontrar se hallan los

siguientes:

FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.

FDDI, se usa para redes de fibra óptica.

LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.

SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.

ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

Emisores del haz de luz Estos dispositivos se encargan de convertir la señal

eléctrica en señal luminosa, emitiendo el haz de luz que permite la transmisión de

datos, estos emisores pueden ser de dos tipos:

LEDs. Utilizan una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta, solo se

puede usar en fibras multimodo, pero su uso es fácil y su tiempo de vida es

muy grande, además de ser económicos.

Lasers. Este tipo de emisor usa una corriente de 5 a 40 mA, son muy

rápidos, se puede usar con los dos tipos de fibra, monomodo y multimodo,

pero por el contrario su uso es difícil, su tiempo de vida es largo pero menor

que el de los LEDs y también son mucho más costosos.

Conversores luz-corriente eléctrica Este tipo de dispositivos convierten las señales

luminosas que proceden de la fibra óptica en señales eléctricas. Se limitan a

obtener una corriente a partir de la luz modulada incidente, esta corriente es

proporcional a la potencia recibida, y por tanto, a la forma de onda de la señal

moduladora. Se fundamenta en el fenómeno opuesto a la recombinación, es decir,

en la generación de pares electrón-hueco a partir de los fotones. El tipo más

sencillo de detector corresponde a una unión semiconductora P-N. Las

condiciones que debe cumplir un fotodetector para su utilización en el campo de

las comunicaciones, son las siguientes:

La corriente inversa (en ausencia de luz) debe ser muy pequeña, para así

poder detectar señales ópticas muy débiles (alta sensibilidad).

Rapidez de respuesta (gran ancho de banda).

El nivel de ruido generado por el propio dispositivo ha de ser mínimo.

Hay dos tipos de detectores: los fotodiodos PIN y los de avalancha APD.

Detectores PIN: Su nombre viene de que se componen de una unión P-N y

entre esa unión se intercala una nueva zona de material intrínseco (I), la

cual mejora la eficacia del detector. Se utiliza principalmente en sistemas

que permiten una fácil discriminación entre posibles niveles de luz y en

distancias cortas.

Detectores APD: Los fotodiodos de avalancha son fotodetectores que

muestran, aplicando un alto voltaje en inversa, un efecto interno de

ganancia de corriente (aproximadamente 100), debido a la ionización de

impacto (efecto avalancha). El mecanismo de estos detectores consiste en

lanzar un electrón a gran velocidad (con la energía suficiente), contra un

átomo para que sea capaz de arrancarle otro electrón.

Estos detectores se pueden clasificar en tres tipos:

de silicio: presentan un bajo nivel de ruido y un rendimiento de hasta el 90%

trabajando en primera ventana. Requieren alta tensión de alimentación

(200-300V).

de germanio: aptos para trabajar con longitudes de onda comprendidas

entre 1000 y 1300 nm

los grupos III y V.

Cables de fibra óptica

Sección de un cable de fibra óptica. Conectores de cable de fibra óptica. Un cable

de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras ópticas por el cual se

transmiten señales luminosas. Las fibras ópticas comparten su espacio con

hiladuras de aramida que le confieren la necesaria resistencia a la tracción. Los

cables de fibra óptica proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la

industria de la electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8 fibras

ópticas tiene un tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente,

puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre

o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores

mucho mayor. Por otro lado, el peso del cable de fibra óptica es muchísimo menor

que el de los coaxiales, ya que una bobina del cable de 8 fibras antes citado

puede pesar del orden de 30 kg/km, lo que permite efectuar tendidos de 2 a 4 km

de una sola vez, mientras que en el caso de los cables de cobre no son prácticas

distancias superiores a 250 - 300 m. La “fibra óptica” no se suele emplear tal y

como se obtiene tras su proceso de creación (tan sólo con el revestimiento

primario), sino que hay que dotarla de más elementos de refuerzo que permitan su

instalación sin poner en riesgo al vidrio que la conforma. Es un proceso difícil de

llevar a cabo, ya que el vidrio es quebradizo y poco dúctil. Además, la sección de

la fibra es muy pequeña, por lo que la resistencia que ofrece a romperse es

prácticamente nula. Es por tanto necesario protegerla mediante la estructura que

denominamos cable.

Las funciones del cable Las funciones del cable de fibra óptica son varias. Actúa

como elemento de protección de la(s) fibra(s) óptica(s) que hay en su interior

frente a daños y fracturas que puedan producirse tanto en el momento de su

instalación como a lo largo de la vida útil de ésta. Además, proporciona suficiente

consistencia

mecánica para que pueda manejarse en las mismas condiciones de tracción,

compresión, torsión y medioambientales que los cables de conductores. Para ello

incorporan elementos de refuerzo y aislamiento frente al exterior.

Instalación y explotación Referente a la instalación y explotación del cable, nos

encontramos frente a la cuestión esencial de qué tensión es la máxima que debe

admitirse durante el tendido para que el cable no se rompa y se garantice una vida

media de unos 20 años. Técnicas de empalme: Los tipos de empalmes pueden

ser:

Empalme mecánico con el cual se pueden provocar pérdidas del orden de

0.5 dB.

Empalme con pegamentos con el cual se pueden provocar pérdidas del

orden de 0.2 dB.

Empalme por fusión de arco eléctrico con el cual se logran pérdidas del

orden de 0.02 dB.

Elementos y diseño del cable de fibra óptica La estructura de un cable de fibra

óptica dependerá en gran medida de la función que deba desempeñar esa fibra. A

pesar de esto, todos los cables tienen unos elementos comunes que deben ser

considerados y que comprenden: el revestimiento secundario de la fibra o fibras

que contiene; los elementos estructurales y de refuerzo; la funda exterior del cable,

y las protecciones contra el agua.

Existen tres tipos de “revestimiento secundario”:

1. “Revestimiento ceñido”: Consiste en un material (generalmente plástico

duro como el nylon o el poliéster) que forma una corona anular maciza

situada en contacto directo con el revestimiento primario. Esto genera un

diámetro externo final que oscila entre 0’5 y 1 mm. Esto proporciona a la

fibra una protección contra microcurvaturas, con la salvedad del momento

de su montaje, que hay que vigilar que no las produzca ella misma.

2. “Revestimiento holgado hueco”: Proporciona una cavidad

sobredimensionada. Se emplea un tubo hueco extruido (construido

pasando un metal candente por el plástico) de material duro, pero flexible,

con un diámetro variable de 1 a 2 mm. El tubo aísla a la fibra de vibraciones

y variaciones mecánicas y de temperatura externas.

3. “Revestimiento holgado con relleno”: El revestimiento holgado anterior se

puede rellenar de un compuesto resistente a la humedad, con el objetivo de

impedir el paso del agua a la fibra. Además ha de ser suave,

dermatológicamente inocuo, fácil de extraer, autorregenerativo y estable

para un rango de temperaturas que oscila entre los ¬ 55 y los 85 °C Es

frecuente el empleo de derivados del petróleo y compuestos de silicona

para este cometido.

Elementos estructurales Los elementos estructurales del cable tienen como misión

proporcionar el núcleo alrededor del cual se sustentan las fibras, ya sean

trenzadas alrededor de él o dispersándose de forma paralela a él en ranuras

practicadas sobre el elemento a tal efecto.

Elementos de refuerzo Tienen por misión soportar la tracción a la que éste se ve

sometido para que ninguna de sus fibras sufra una elongación superior a la

permitida. También debe evitar posibles torsiones. Han de ser materiales flexibles

y, ya que se emplearán kilómetros de ellos han de tener un coste asequible. Se

suelen utilizar materiales como el acero, Kevlar y la fibra de vidrio.

Funda Por último, todo cable posee una funda, generalmente de plástico cuyo

objetivo es proteger el núcleo que contiene el medio de transmisión frente a

fenómenos externos a éste como son la temperatura, la humedad, el fuego, los

golpes externos, etc. Dependiendo de para qué sea destinada la fibra, la

composición de la funda variará. Por ejemplo, si va a ser instalada en

canalizaciones de planta exterior, debido al peso y a la tracción bastará con un

revestimiento de polietileno extruido. Si el cable va a ser aéreo, donde sólo

importa la tracción en el momento de la instalación nos preocupará más que la

funda ofrezca resistencia a las heladas y al viento. Si va a ser enterrado,

querremos una funda que, aunque sea más pesada, soporte golpes y

aplastamientos externos. En el caso de las fibras submarinas la funda será una

compleja superposición de varias capas con diversas funciones aislantes.

Pérdida en los cables de Fibra Óptica A la pérdida de potencia a través del medio

se conoce como Atenuación, es expresada en decibelios, con un valor positivo en

dB, es causada por distintos motivos, como la disminución en el ancho de banda

del sistema, velocidad, eficiencia. La fibra de tipo multimodal, tiene mayor pérdida

debido a que la onda luminosa se dispersa originada por las impurezas. Las

principales causas de pérdida en el medio son: Pérdidas por absorción. Ocurre

cuando las impurezas en la fibra absorben la luz, y esta se convierte en energía

calorífica; las pérdidas normales van de 1 a 1000 dB/Km. Pérdida de Rayleigh. En

el momento de la manufactura de la fibra, existe un momento donde no es líquida

ni sólida y la tensión aplicada durante el enfriamiento puede provocar

microscópicas irregularidades que se quedan permanentemente; cuando los rayos

de luz pasan por la fibra, estos se difractan haciendo que la luz vaya en diferentes

direcciones. Dispersión cromática. Esta dispersión sólo se observa en las fibras

tipo unimodal, ocurre cuando los rayos de luz emitidos por la fuente y se propagan

sobre el medio, no llegan al extremo opuesto en el mismo tiempo; esto se puede

solucionar cambiando el emisor fuente. Pérdidas por radiación. Estas pérdidas se

presentan cuando la fibra sufre de dobleces, esto puede ocurrir en la instalación y

variación en la trayectoria, cuando se presenta discontinuidad en el medio.

Dispersión modal. Es la diferencia en los tiempos de propagación de los rayos de

luz. Pérdidas por acoplamiento. Las pérdidas por acoplamiento se dan cuando

existen uniones de fibra, se deben a problemas de alineamiento.

2.2 NO GUIADOS: RADIOFRECUENCIA, MICROONDAS, SATELITE E

INFRARROJO

¿QUE SON LOS MEDIOS NO GUIADOS?

Se utiliza medios no guiados, principalmente en el aire. Se radia energía

electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra

antena. Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía:

direccional y omnidireccional.

En el método direccional, toda la energía se concentra en un haz que es emitida

en una cierta dirección, por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar

alineados.

En el método omnidireccional, la energía es dispersada en múltiples direcciones,

por lo que varias antenas pueden captarla. Cuando mayor es la frecuencia de la

señal a transmitir, más factible es la transmisión unidireccional.

Por tanto, para enlaces punto a punto se suelen utilizar microondas (altas

frecuencias), para enlaces con varios receptores posibles se utilizan las ondas de

radio (baja frecuencias).

RADIOFRECUENCIA

Antenas

Después de que un transmisor genere una señal de RF, debe haber algún método

de radiar esta señal al espacio y debe haber también otro método para que un

receptor intercepte o capte la señal. La antena cumple estos requerimientos.

Una antena convierte las corrientes de alta frecuencias en ondas

electromagnéticas para su transmisión y justamente hace lo contrario para la

recepción. Las antenas transmisoras y receptoras tienen distintas funciones, pero

se comportan exactamente igual. Es decir, su comportamiento es recíproco.

Radio programación

La energía radiada de una antena transmisora viaja en el espacio en muchas

direcciones. Según la distancia a la antena aumenta, el campo de energía se

expande y la intensidad de campo disminuye. Sin embargo, el camino o caminos

mediante los cuales la señal alcanza la localización del receptor también afecta la

intensidad de campo. Hay tres amplias clasificaciones de camino de la señal.

Estas son: la onda de tierra, la onda de espacio, y la onda celeste.

Nosotros describiremos únicamente las ondas de tierra que son las que vamos a

utilizar en nuestro rango de frecuencias.

Ondas de tierra

La onda de tierra es una onda de radio que viaja a lo largo de la superficie de la

tierra. En las bandas de baja frecuencia (LF) y frecuencia media (MF), este es el

modo predominante de propagación. Estas longitudes de onda más largas tienden

a seguir la curvatura de la tierra y realmente viajan más allá del horizonte. Sin

embargo, según la frecuencia aumenta, la onda de tierra es más efectivamente

absorbida por las irregularidades de la superficie terrestre. Esto es debido, a que

según la frecuencia aumenta, las montañas, colinas, etc., se hacen significativas

con relación a la longitud de onda transmitida.

Por ejemplo, a 30KHz la longitud de onda es de 10.000 metros. Incluso las

montañas son relativamente insignificantes comparado con esta longitud de onda.

Así, la onda de tierra, experimenta muy poca atenuación. Por otra parte, a 3MHz la

longitud de onda es de 100 metros. Esto es suficientemente corto, como para que

las colinas, árboles, y grandes edificios rompan y absorban la onda de tierra a

causa de que son aproximadamente del mismo tamaño que la longitud de onda.

MICROONDAS

MICROONDAS TERRESTRES

Un sistema de microondas consiste de tres componentes principales: una antena

con una corta y flexible guía de onda, una unidad externa de RF (Radio

Frecuencia) y una unidad interna de RF. Las principales frecuencias utilizadas en

microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son

capaces de conectar dos localidades entre 1 y 15 millas de distancia una de la otra.

El equipo de microondas que opera entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a distancias

entre 20 y 30 millas.

Un radio enlace terrestre o microondas terrestre provee conectividad entre dos

sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS) usando equipo

de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda

emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM) o digital.

Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las

siguientes:

· Telefonía básica (canales telefónicos)

· Datos

· Telégrafo / Telex / Facsímile

· Canales de Televisión.

· Vídeo

· Telefónica Celular

La distancia entre antena se Calcula por la formula:

h : altura de la antena en metros

k : 1 o k = 4/3 gravedad

Atenuación con la distancia

L(dB)=10log(4pd/l)2

Las licencias o permisos para operar enlaces de microondas pueden resultar un

poco difíciles ya que las autoridades del país donde se encuentren deben de

asegurarse que ambos enlaces no causen interferencia a los enlaces ya

existentes.

El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un

sistema de microondas. Como por ejemplo, no se recomienda instalar sistemas en

lugares donde no llueva mucho; en este caso deben usarse radios con frecuencias

bajas (es decir menores a 10 GHz). Las consideraciones en terreno incluyen la

ausencia de montañas o grandes cuerpos de agua las cuales pueden ocasionar

reflexiones de multi-trayectorias.

MICROONDAS SATELITAL

La idea de comunicación mediante el uso de satélites se debe a Arthur C. Clarke

quien se basó en el trabajo matemático y las ecuaciones de Newton y de Kepler, y

lo unió con aplicaciones y tecnología existente en esa época (1940's). La

propuesta de Clarke en 1945 se basaba en lo siguiente:

El satélite serviría como repetidor de comunicaciones

El satélite giraría a 36,000 Km. de altura sobre el ecuador

A esa altura estaría en órbita "Geoestacionaria"

Tres satélites separados a 120° entre sí cubrirían toda la tierra

Se obtendría energía eléctrica mediante energía solar

El satélite sería una estación espacial tripulada.

Casi todos estos puntos se llevaron a cabo unos años después, cuando mejoró la

tecnología de cohetes, con la excepción del último punto. Este no se cumplió

debido al alto costo que implicaba el transporte y mantenimiento de tripulación a

bordo de la estación espacial, por cuestiones de seguridad médica y orgánica en

los tripulantes, y finalmente por el avance de técnicas de control remoto.

En la siguiente figura se muestra el área de cobertura de un satélite

geoestacionario:

Un satélite actúa como una estación de relevación (relay station) o repetidor. Un

transponedor recibe la señal de un transmisor, luego la amplifica y la retransmite

hacia la tierra a una frecuencia diferente. Debe notarse que la estación terrena

transmisora envía a un solo satélite. El satélite, sin embargo, envía a cualquiera de

las estaciones terrenas receptoras en su área de cobertura o huella (footprint).

La transmisión por satélite ofrece muchas ventajas para una compañía. Los

precios de renta de espacio satelital es más estable que los ofrecidos por 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:

· 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 publicas telefónicas.

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.

A pesar de las anteriores limitaciones, la transmisión por satélite sigue siendo muy

popular.

Los satélites de orbita baja (Low Earth Orbit LEO) ofrecen otras alternativas a los

satélites geoestacionarios (Geosynchronous Earth Orbit GEO), los cuales giran

alrededor de la tierra a más de 2,000 millas. Los satélites de este tipo proveen

comunicaciones de datos a baja velocidad y no son capaces de manipular voz,

señales de video o datos a altas velocidades.

Pero tienen las ventajas que los satélites GEO no tienen. Por ejemplo, no existe

retardo en las transmisiones, son menos sensibles a factores atmosféricos, y

transmiten a muy poca potencia. Estos satélites operan a frecuencias asignadas

entre los 1.545 GHz y los 1.645 GHz (Banda L).

INFRAROJO

Los infrarrojos son ondas electromagnéticas que se propagan en línea recta,

siendo susceptibles de ser interrumpidas por cuerpos opacos. Su uso no precisa

licencias administrativas y no se ve afectado por interferencias radioeléctricas

externas, pudiendo alcanzar distancias de hasta 200 metros entre cada emisor y

receptor.

InfraLAN es una red basada en infrarrojos compatible con las redes Token Ring a

4Mbps, pudiendo utilizarse independientemente o combinada con una red de área

local convencional.

Las redes de luz infrarroja están limitadas por el espacio y casi generalmente la

utilizan redes en las que las estaciones se encuentran en un solo cuarto o piso,

algunas compañías que tienen sus oficinas en varios edificios realizan la

comunicación colocando los receptores / emisores en las ventanas de los edificios.

Las transmisiones de radio frecuencia tienen una desventaja: que los países están

tratando de ponerse de acuerdo en cuanto a las bandas que cada uno puede

utilizar, al momento de realizar este trabajo ya se han reunido varios países para

tratar de organizarse en cuanto a que frecuencias pueden utilizar cada uno.

La transmisión Infrarroja no tiene este inconveniente por lo tanto es actualmente

una alternativa para las Redes Inalámbricas. El principio de la comunicación de

datos es una tecnología que se ha estudiado desde los 70´s, Hewlett-Packard

desarrolló su calculadora HP-41 que utilizaba un transmisor infrarrojo para enviar

la información a una impresora térmica portátil, actualmente esta tecnología es la

que utilizan los controles remotos de las televisiones o aparatos eléctricos que se

usan en el hogar.

El mismo principio se usa para la comunicación de Redes, se utiliza un

"transreceptor" que envía un haz de Luz Infrarroja, hacia otro que la recibe. La

transmisión de luz se codifica y decodifica en el envío y recepción en un protocolo

de red existente. Uno de los pioneros en esta área es Richard Allen, que fundó

Photonics Corp., en 1985 y desarrolló un "Transreceptor Infrarrojo". Las primeros

transreceptores dirigían el haz infrarrojo de luz a una superficie pasiva,

generalmente el techo, donde otro transreceptor recibía la señal. Se pueden

instalar varias estaciones en una sola habitación utilizando un área pasiva para

cada transreceptor. La siguiente figura muestra un transreceptor. En la actualidad

Photonics a desarrollado una versión AppleTalk / LocalTalk del transreceptor que

opera a 230 Kbps. El sistema tiene un rango de 200 mts. Además la tecnología se

ha mejorado utilizando un transreceptor que difunde el haz en todo el cuarto y es

recogido mediante otros transreceptores. El grupo de trabajo de Red Inalámbrica

IEEE 802.11 está trabajando en una capa estándar MAC para Redes Infrarrojas.

2.3 METODOS PARA LA DETECCIÓN Y CORRECIÓN DE ERRORES

La codificación binaria es de gran utilidad práctica en dispositivos electrónicos

como ordenadores, donde la información se puede codificar basándose en la

presencia o no de una señal eléctrica.

Sin embargo, esta señal eléctrica puede sufrir alteraciones (como distorsiones o

ruidos), especialmente cuando se transportan datos a grandes distancias. Por este

motivo, ser capaz de verificar la autenticidad de estos datos es imprescindible para

ciertos propósitos (incluido el uso de información en entornos profesionales,

bancarios, industriales, confidenciales o relacionados con la seguridad).

Por este motivo existen algunos mecanismos que garantizan un nivel de integridad

de los datos, es decir, que el destinatario obtiene una confirmación de que los

datos recibidos son, de hecho, similares a los datos transmitidos. Existen dos

maneras de proteger la transferencia de datos para que no se produzcan errores:

instalando un medio de transmisión más seguro, es decir, una capa de

protección física. Una conexión convencional tiene, por lo general, un

porcentaje de error entre 10-5 y 10-7.

implementando mecanismos lógicos para detectar y corregir errores.

La mayoría de los sistemas de control lógico de errores se basan en la suma de

información (esto se denomina "redundancia") para verificar la validez de los datos.

Esta información adicional se denomina suma de comprobación.

VERIFICACIÓN DE ERRORES

Se han perfeccionado mejores sistemas de detección de errores mediante códigos

denominados:

Códigos de autocorrección

Códigos de autoverificación

VERIFICACIÓN DE REDUNDANCIA VERTICAL VRC

La verificación de paridad (a veces denominada VRC o verificación de

redundancia vertical) es uno de los mecanismos de verificación más simples.

Consiste en agregar un bit adicional (denominado bit de paridad) a un cierto

número de bits de datos denominado palabra código (generalmente 7 bits, de

manera que se forme un byte cuando se combina con el bit de paridad) cuyo valor

(0 o 1) es tal que el número total de bits 1 es par. Para ser más claro, 1 si el

número de bits en la palabra código es impar, 0 en caso contrario.

Tomemos el siguiente ejemplo:

En este ejemplo, el número de bits de datos 1 es par, por lo tanto, el bit de paridad

se determina en 0. Por el contrario, en el ejemplo que sigue, los bits de datos son

impares, por lo que el bit de paridad se convierte en 1:

Supongamos que después de haber realizado la transmisión, el bit con menos

peso del byte anterior (aquel que se encuentra más a la derecha) ha sido víctima

de una interferencia:

El bit de paridad, en este caso, ya no corresponde al byte de paridad: se ha

detectado un error. Sin embargo, si dos bits (o un número par de bits) cambian

simultáneamente mientras se está enviando la señal, no se habría detectado

ningún error.

Ya que el sistema de control de paridad puede detectar un número impar de

errores, puede detectar solamente el 50% de todos los errores. Este mecanismo

de detección de errores también tiene la gran desventaja de ser incapaz de

corregir los errores que encuentra (la única forma de arreglarlo es solicitar que el

byte erróneo sea retransmitido).

VERIFICACIÓN DE REDUNDANCIA LONGITUDINAL LRC

En esta técnica, los bloques de bits se organizan en forma de tabla (filas y

columnas), a continuación se calcula un bit de paridad para cada columna y se

crea una nueva fila de bits, que serán los bits de paridad de todo el bloque, a

continuación se añaden los bits de paridad al dato y se envían al receptor.

Típicamente los datos se agrupa en unidades de múltiplos de 8 -1 byte- (8,

16,24,32 bits) la función coloca los octetos uno debajo de otro y calcula la paridad

de los bits primeros, de los segundos, etc, generando otro octeto cuyo primer bit

es el de paridad de todos los primeros bits, etc.

Esta técnica incrementa la probabilidad de detectar errores de ráfaga, ya que una

LRC de n bits (n bits de paridad) puede detectar una ráfaga de más de n bits, sin

embargo un patrón de ráfaga que dañe algunos bits de una unidad de datos y

otros bits de otra unidad exactamente en la misma posición, el comprobador de

LRC no detectará un error.

VERIFICACION DE REDUNDANCIA CICLICA CRC

A diferencia de las técnicas VRC y LRC, que se basan en la suma (para calcular la

paridad), la técnica CRC se basa en la división binaria. En esta técnica, se añaden

bits redundantes en la unidad de datos de forma que los todo el conjunto sea

divisible exactamente por un número binario determinado, en el destino los datos

recibidos son divididos por ese mismo número, si en ese caso no hay resto de la

operación, el dato es aceptado, si apareciera un resto de la división, el dato se

entendería que se ha corrompido y se rechazará.

La técnica añade unos bits de CRC, de la siguiente manera en tres pasos básicos:

en primer lugar se añade una tira de n ceros, siendo n el número inmediatamente

menor al número de bits del divisor predefinido (que tiene n+1 bits), el segundo

paso es dividir la nueva unidad de datos por el divisor predefinido usando un

proceso de división binaria, el resto que quedara sería los bits de CRC a añadir, el

tercer paso es sustituir los n bits añadidos en el paso primero por los n bits del

resto de la operación del segundo paso, el dato final será divisible exactamente

por el divisor predefinido. La imagen muestra el esquema del proceso.

2.4 CONTROL DE FLUJO:

Es una técnica para que el emisor no sobrecargue al receptor al enviarle más

datos de los que pueda procesar . El receptor tiene un buffer de una cierta

capacidad para ir guardando los datos recibidos y tras procesarlos , enviarlos a

capas superiores .

Vamos a suponer que todas las tramas recibidas llegan con un poco de retardo

pero sin errores y sin adelantarse unas a otras .

Mecanismo de protocolo que permite al receptor controlar la razón a la que envía

datos un transmisor. El control de flujo hace posible que un receptor que opera en

una computadora de baja velocidad pueda aceptar datos de una de alta velocidad

sin verse rebasada.

Consiste en una regulación del tráfico de datos para que el emisor no sature al

receptor ¿Por qué existe esta regulación? Por que la estación receptora gasta

tiempo en procesar las tramas antes de pasarlas a niveles superiores, tiempo que

la estación transmisora aprovecha para seguir mandando tramas llegando a poder

saturar la memoria temporal del receptor que tiene para almacenar tramas

entrantes. El procedimiento básico consiste en informar al emisor para que

disminuya o incluso corte por completo el flujo de datos enviados. Mediante

PARADA y ESPERA.

Posteriormente cuando el receptor puede volver a aceptar datos, vuelve a informar

al emisor con objeto de recuperar el flujo normal.

Ventajas:

Técnica para que el transmisor no sature al receptor

Receptor Reserva memoria temporal para el almacenamiento de datos, los

procesa y los envía a niveles superiores

Control de flujo evita que se sature esta memoria

Desventajas:

Se ha intentado utilizarlo para resolver congestión

No es apropiado para tráfico en ráfagas

Se restringe al usuario al tráfico promedio pero no funciona para picos de

gráfico.

ASENTIMIENTO

En este sistema de transmisión , el emisor envía una trama y espera a que le

llegue el asentimiento del receptor para enviar la siguiente ( es posible el

funcionamiento de este sistema dadas las hipótesis simplificadoras).

El receptor puede enviar un asentimiento positivo (ACK) o negativo (NAK).

NEGATIVE ACKNOWLEDGEMENT (NACK) (asentimiento negativo), en

comunicaciones entre computadoras, es un mensaje que se envía para informar

de que en la recepción de una trama de datos ha habido un error.

ACKNOWLEDGEMENT (ACK) (acuse de recibo), en comunicaciones entre

computadores, es un mensaje que se envía para confirmar que un mensaje o un

conjunto de mensajes han llegado. Si el terminal de destino tiene capacidad para

detectar errores, el significado de ACK es “ha llegado y además ha llegado

correctamente”.

Hay tipos más complejos de ACK cuyo significado podría traducirse como

“reenvíame la trama 2” o “he recibido tu último mensaje, pero no puedo recibir más

hasta que termines de procesar anteriores”.

La forma exacta del mensaje, es decir, la combinación de unos y ceros que lo

caracterizan y su posición dentro de una trama, varía según el protocolo utilizado.

Según el protocolo que se utilice, puede existir una contrapartida de este mensaje

denominado NACK (Negative ACKnoledgement, o asentimineto negativo), que se

suele enviar cuando se ha detectado un error en la trama recibida o cuando se ha

perdido una trama.

La pérdida de una trama se detecta por su numeración en protocolos basados en

ventana deslizante (esto es, hay un error si la última trama recibida fue la número

6 y la recibida anteriormente fue la 3).

También pueden detectarse pérdidas por parte del terminal emisor: si se envía

una trama o grupo de tramas y el asentimiento no llega en un tiempo determinado,

se asume que hay que volver a enviar los datos. Este tiempo se calcula en función

de la velocidad de transmisión de los terminales y el tiempo que tarda una trama

en viajar del origen al destino, de forma que no sea ni demasiado corto ni

demasiado largo.

VENTANAS DESLIZANTES.

La ventana deslizante es un dispositivo de control de flijo de tipo software, es decir,

el control del flujo se lleva a cabo mediante el intercambio específico de caracteres

o tramas de control, con los que el receptor indica al emisor cuál es su estado de

disponibilidad para recibir datos.

Este dispositivo es necesario para no inundar al receptor con envíos de tramas de

datos. El receptor al recibir datos debe procesarlo, si no lo realiza a la misma

velocidad que el transmisor los envía se verá saturado de datos, y parte de ellos

se pueden perder. Para evitar tal situación la ventana deslizante controla este

ritmo de envíos del emisor al receptor.

Con este dispositivo se resuelven dos grandes problemas:

El control de flujo de datos

La eficiencia de la transmisión.

El protocolo de ventana deslizante es un protocolo de transmisión de datos

bidireccional de la capa del nivel de enlace (modelo OSI).

Funcionamiento de la ventana de transmisión

El protocolo de ventana deslizante permite al emisor transmitir múltiples

segmentos de información antes de comenzar la espera para que el receptor le

confirme la recepción de los segmentos, tal confirmación se llama validación, y

consiste en el envío de mensajes denominados ACK del receptor al emisor. La

validación se realiza desde el receptor al emisor y contiene el número de la

siguiente trama que espera recibir el receptor, o el de la última trama recibida con

éxito, ACK n (siendo n el número de la trama indicada). Con esta indicación el

emisor es capaz de distinguir el número de los envíos realizados con éxito, los

envíos perdidos y envíos que se esperan recibir.

Los segmentos se denominaran Unacknowledge si han sido enviados pero no han

sido validados.

Técnicamente el número de segmentos que pueden ser Unacknowledge en un

momento dado está limitado por el tamaño de la ventana, un número pequeño y

fijo, se denomina el ancho de ventana.

Por ejemplo, en una ventana deslizante de tamaño 8, el emisor puede transmitir

hasta 8 segmentos sin recibir validación de ninguno de ellos. Figura 1.a). Entonces

esperará una confirmación de recepción procedente del receptor sin enviar ningún

paquete más. Una vez el emisor reciba una validación del primer paquete que

envió, perteneciente al número 1 de 8 de la ventana deslizante, la ventana se

deslizará abarcando 8 posiciones (su ancho de ventana definido), pero en este

caso desde la 2 hasta la 9 y enviará la trama número 9 continuando a la espera de

recibir más confirmaciones para poder seguir deslizándose y enviando las tramas

siguientes. Figura 1.b).

Si el protocolo esperase una validación por cada trama enviada, no se enviarían

más segmentos hasta recibir el reconocimiento del último paquete enviado. El

concepto de ventana deslizante hace que exista una continua transmisión de

información, mejorando el desempeño de la red. Figura 2.

El transmisor deberá guardar en un buffer todas aquellas tramas enviadas y no

validadas (Unacknowledge packets), por si necesitase retransmitirlas. Sólo puede

borrarlas del buffer al recibir su validación procedente del receptor, y deslizar así la

ventana una unidad más. El número más pequeño de la ventana deslizante

corresponde al primer paquete de la secuencia que no ha sido validado. El tamaño

del buffer debe ser igual o mayor al tamaño de la ventana. El número máximo de

tramas enviadas sin validar es igual al ancho de la ventana. De esta forma el

buffer podrá almacenar temporalmente todas las tramas enviadas sin validar.

Figura 3.

A cada uno de los segmentos pertenecientes al buffer (aquellos enviados y no

validados), se les asigna un temporizador. El temporizador es el límite de tiempo

de espera para recibir la validación de un determinado paquete. Si el paquete se

pierde en el envío, el emisor nunca recibiría validación. El paquete nunca llegaría

al receptor, este continuaría a la espera de recibir el paquete perdido. De esta

manera el temporizador expiraría, tomando la decisión de reenviar la trama

asignada al temporizador consumido. A este proceso se le conoce como "Stop and

Wait". Fig 3.

Existen situaciones distintas a la anterior en las que el emisor es consciente que

debe retransmitir tramas sin que el temporizador llegue a expirar, explicadas

adelante.

FUNCIONAMIENTO DE LA VENTANA DE RECEPCIÓN

El receptor posee una ventana de recepción, similar a la de transmisión, pero con

una finalidad totalmente distinta. Su funcionalidad permite al receptor recibir un

conjunto de tramas que le llegan desordenadas. La ventana de recepción es la

lista que tiene el receptor con los números de la secuencia consecutivos de las

tramas que puede aceptar. Almacena las tramas temporalmente en un buffer

hasta el momento que posea todas las tramas esperadas, la secuencia de tramas

esperada al completo, y así ordenarlas. El receptor debe disponer de un buffer de

igual tamaño que su ventana de recepción para almacenar temporalmente las

tramas hasta ordenarlas.

Existen 2 modos de trabajo en función del tamaño de su ventana:

Tamaño ventana recepción=1. con lo cual la ventana de recepción dispone

de un buffer. Sólo puede almacenar la trama que le llega en cada instante,

es decir, debe recibir las tramas en la secuencia correcta, ya que no

dispone de recursos para ordenarlas después. Impone al emisor la

condición de transmitir siempre las tramas en secuencia.

Tamaño ventana recepción>1. La ventana de recepción dispone de N

buffers (N=tamaño ventana de recepción) que le permiten recibir hasta N

tramas desordenadas, almacenarlas y proceder a su ordenamiento

posterior. Le permite al emisor transmitir tramas desordenadas, tantas

como quepan en los buffers del receptor.

Recuperación de errores

El receptor es capaz de reconocer una trama errónea mediante los códigos de

Control de redundancia cíclica. El receptor cuando detecta que una trama no es

correcta, por que se han producido errores en la transmisión, la descarta siempre.

Figura 4. a) b) c).

Existen 2 estrategias diferentes para la recuperación de errores:

Estrategia de rechazo simple (retroceso N, vuelta atrás, pullback NACK).

Tamaño ventana recepción=1. El receptor rechaza todas las tramas recibidas a

partir de detectar una trama con error en el número de secuencia. Al detectar la

trama errónea envía una señal REJ n (señal propia para este tipo de estrategia,

n=nº trama errónea), o NACK n, (trama n no validada, n=nº trama errónea), al

emisor para indicarle la situación. En ese instante el emisor comienza con la

retransmisión de todas las tramas descartadas por el receptor, tanto la trama

errónea como las tramas enviadas después de la trama errónea. Estas tramas

retransmitidas por el transmisor se encontraban en el buffer del transmisor a

espera de validación (Unacknowledge packets). No es un método efectivo, pierde

mucho tiempo en la retransmisión. Fig 4.b).

Estrategia de rechazo selectivo (repetición selectiva, selective repeat).

Tamaño ventana recepción>1. El receptor descarta únicamente la trama errónea y

acepta las que llegan detrás almacenándolas en el buffer de recepción. En esta

situación falta una trama en la secuencia (tramas desordenadas). Al detectar la

trama errónea envía una señal SREJ n (señal propia para este tipo de estrategia,

n=nº trama errónea), o NACK n, (trama n no validada, n=nº trama errónea), al

emisor para indicarle la situación. procediendo el emisor a reenviarle únicamente

esta trama errónea. Esta trama errónea se encontraría en el buffer del emisor a la

espera de ser validada. El receptor al recibir la retransmisión correcta de la

anterior trama errónea la almacena en el buffer con el resto de tramas recibidas y

las ordena, para posteriores tratamientos. Con ello ha recibido la secuencia de

tramas en orden correcto y válido. Fig 4.c).

CONTROL POR HARDWARE

Consiste en utilizar líneas dispuestas para ese fin como las que tiene la conexión

RS-232-C. Este método de control del flujo de transmisión utiliza líneas del puerto

serie para parar o reanudar el flujo de datos y por tanto el cable de

comunicaciones, además de las tres líneas fundamentales de la conexión serie:

emisión, recepción y masa, ha de llevar algún hilo más para transmitir las señales

de control.

En el caso más sencillo de que la comunicación sea en un solo sentido, por

ejemplo con una impresora, bastaría con la utilización de una línea más. Esta línea

la gobernaría la impresora y su misión sería la de un semáforo. Por ejemplo,

utilizando los niveles eléctricos reales que usa la norma serie RS-232-C, si esta

línea está a una tensión positiva de 15 V. (0 lógico) indicaría que la impresora está

en condiciones de recibir datos, y si por el contrario está a -15 V. (1 lógico)

indicaría que no se le deben enviar más datos por el momento.

Si la comunicación es en ambos sentidos, entonces necesitaríamos al menos dos

líneas de control, una que actuaría de semáforo en un sentido y la otra en el otro.

Las líneas se han de elegir que vayan de una salida a una entrada, para que la

lectura sea válida y además se debe tratar de utilizar las que la norma RS-232-C

recomienda para este fin.

CONTROL POR SOFTWARE

La otra forma de control del flujo consiste en enviar a través de la línea de

comunicación caracteres de control o información en las tramas que indican al otro

dispositivo el estado del receptor. La utilización de un control software de la

transmisión permite una mayor versatilidad del protocolo de comunicaciones y por

otra parte se tiene mayor independencia del medio físico utilizado. Así por ejemplo,

con un protocolo exclusivamente hardware sería bastante difícil hacer una

comunicación vía telefónica, ya que las señales auxiliares de control se tendrían

que emular de alguna manera.

Las formas más sencillas de control de flujo por software son el empleo de un

protocolo como el XON/XOFF que se verá más adelante o como la espera de

confirmación antes del envío mediante un ACK o similar como se indicaba en el

ejemplo del protocolo de parada y espera.

SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO

Aquellos en los que la variable de salida (variable controlada) no tiene efecto

sobre la acción de control (variable de control).

• Características

– No se compara la salida del sistema con el valor deseado de la

salida del sistema (referencia).

– Para cada entrada de referencia le corresponde una condición de

operación fijada.

– La exactitud de la salida del sistema depende de la calibración del

controlador.

– En presencia de perturbaciones estos sistemas de control no

cumplen su función adecuadamente.

– El control en lazo abierto suele aparecer en dispositivos con control

secuencial, en el que no hay una regulación de variables sino que se

realizan una serie de operaciones de una manera determinada. Esa

secuencia de operaciones puede venir impuesta por eventos (event-

driven) o por tiempo (timedriven). Se programa utilizando PLCs

(controladores de lógica programable)

EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO ABIERTO

1. Regulación del volumen de un tanque.

Los primeros son manuales pues requieren que una persona ejecute una acción

que indique al sistema qué hacer. Para mantener constante el nivel del agua en el

tanque es necesario que una persona accione la válvula cuando el caudal cambie.

2. Amplificador.

Un ejemplo puede ser el amplificador de sonido de un equipo de música. Cuando

nosotros variamos el potenciómetro de volumen, varia la cantidad de potencia que

entrega el altavoz, pero el sistema no sabe si se ha producido la variación que

deseamos o no.

3. Semáforo.

Un ejemplo de sistema de lazo abierto es el semáforo. La señal de entrada es el

tiempo asignado a cada luz (rojo, amarilla y verde) de cada una de las calles. El

sistema cambia las luces según el tiempo indicado, sin importar que la cantidad de

tránsito varíe en las calles

SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO

Sistema de control en lazo cerrado aquellos en los que la señal de salida del

sistema (variable controlada) tiene efecto directo sobre la acción de control

(variable de control).

• Sistema de control en lazo cerrado aquellos en los que la señal de salida del

sistema (variable controlada) tiene efecto directo sobre la acción de control

(variable de control).

• Definición: control retroalimentado

– Operación que en presencia de perturbaciones tiende a reducir la diferencia

entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia. Esta reducción se

logra manipulando alguna variable de entrada del sistema, siendo la magnitud de

dicha variable de entrada función de la diferencia entre la variable de referencia y

la salida del sistema.

• Clasificación

– Manuales: controlador operador humano

– Automático: controlador dispositivo

• Neumático, hidráulico, eléctrico, electrónico o digital (microprocesador)

EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO

1. Control iluminación de calles.

El sistema de control, a través de un transductor de realimentación, conoce en

cada instante el valor de la señal de salida. De esta manera, puede intervenir si

existe una desviación en la misma.

2. Sistema de iluminación de un invernadero.

A medida que la luz aumenta o disminuye se abrirá o se cerrara el techo

manteniendo cte. el nivel de luz.

3. Sistema de refrigeración

Un sistema de refrigeración en donde uno ingresa algún

producto y el refrigerador nivela la temperatura, si ingresas

algo caliente el refrigerador tendrá que producir más frio hasta

conseguir la temperatura a la cual se desea tener el producto.

4. Control de temperatura

Un ejemplo sería el sistema de control de temperatura de una habitación.

Midiendo la temperatura real y comparándola con la temperatura de referencia (la

temperatura deseada), el termostato activa o desactiva el equipo de calefacción o

de enfriamiento para asegurar que la temperatura, de la habitación se conserve en

un nivel cómodo sin considerar las condiciones externas.