Tipos de comunicación

Comunicaciones con Microondas

Un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: el transmisor, el canal aéreo y el receptor.

El transmisor: es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir.

El canal aéreo: representa un cambio 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.

Siendo el factor del limitante de la propagación de la señal, la distancia que se cubre entre el transmisor y el receptor, además esta distancia debe ser libre de obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas.

Guía de onda

En electromagnetismo y en telecomunicación, una guía de ondas es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas.

Algunos sistemas de telecomunicaciones utilizan la propagación de ondas en el espacio libre, sin embargo también se puede transmitir información mediante el confinamiento de las ondas en cables o guías. En altas frecuencias las líneas de transmisión y los cables coaxiales presentan atenuaciones muy elevadas por lo que impiden que la transmisión de la información sea la adecuada.

Principios de operación

Dependiendo de la frecuencia, se pueden construir con materiales conductores o dieléctricos. Generalmente, cuanto más baja la frecuencia, mayor es la guía de onda. 

Los modos de propagación dependen de la longitud de onda, de la polarización y de las dimensiones de la guía. 

Los modos transversales se clasifican en tipos distintos:

• Modo TE (Transversal eléctrico): la componente del campo eléctrico en la dirección de propagación es nula.

• Modo TM (Transversal magnético): la componente del campo magnético en la dirección de propagación es nula.

• Modo TEM (Transversal electromagnético): la componente tanto del campo eléctrico como del magnético en la dirección de propagación es nula.

• Modo híbrido: son los que sí tienen componente en la dirección de propagación tanto en el campo eléctrico como en el magnético.

Comunicaciones con Infrarrojo

La radiación infrarroja o radiación térmica es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.

El nombre de infrarrojo, que significa "por debajo del rojo", proviene de que fue observada por primera vez al dividir la luz solar en diferentes colores por medio de un prisma que separaba la luz en su espectro de manera que a ambos extremos aparecen visibles los componentes del rojo al violeta (en ambos extremos).

Al hablar de comunicación inalámbrica lo primero que se piensa es en señales de radio. Sin embargo, olvidamos que nos comunicamos habitualmente con equipos electrónicos utilizando una tecnología que se ha vuelto muy común, extremadamente sofisticada y eficaz: las comunicaciones mediante infrarrojos. 

Un enlace de este tipo puede servir, por ejemplo, para enviar datos al robot desde sensores, establecer y detectar balizas en el entorno, comunicar varios robots entre sí, o para que una persona dé órdenes utilizando un aparato convencional de control remoto (como el de su TV).

Comunicaciones con Láser

Un láser (de la sigla inglesa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente.

La coherencia espacial se corresponde con la capacidad de un haz para permanecer con un pequeño tamaño al transmitirse por el vacío en largas distancias y la coherencia temporal se relaciona con la capacidad para concentrar la emisión en un rango espectral muy estrecho.

Es decir, es un dispositivo que emite luz (radiación electromagnética) a través de un proceso conocido como emisión estimulada. El término láser es un acrónimo para la amplificación de luz por emisión estimulada de radiación.

Aplicaciones del láser en la vida cotidiana

• Telecomunicaciones: comunicaciones ópticas (fibra óptica), Radio Over Fiber.

• Medicina: operaciones sin sangre, tratamientos quirúrgicos, ayudas a la cicatrización de heridas, tratamientos de piedras en el riñón, operaciones de vista, operaciones odontológicas.

• Industria: cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricación, mediciones de distancias precisas mediante láser.

• Defensa: Guiado de misiles balísticos, alternativa al radar, cegando a las tropas enemigas. En el caso del Tactical High Energy Laser se está empezando a usar el láser como destructor de blancos.

• Ingeniería civil: guiado de máquinas tuneladoras en túneles, diferentes aplicaciones en la topografía como mediciones de distancias en lugares inaccesibles o realización de un modelo digital del terreno (MDT).

• Arquitectura: catalogación de patrimonio.

• Arqueológico: documentación.

• Investigación: espectroscopia, interferometría láser, LIDAR, distanciometría.

• Desarrollos en productos comerciales: impresoras láser, CD, ratones ópticos, lectores de código de barras, punteros láser, termómetros, hologramas, aplicaciones en iluminación de espectáculos.

• Tratamientos cosméticos y cirugía estética: tratamientos de Acné, celulitis, tratamiento de las estrías, depilación.

Comunicaciones con Fibras Ópticas

La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos, consistente en 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. 

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 y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas.

Proceso de fabricación:

• M.C.V.D Modifield Chemical Vapor Deposition: fue desarrollado originalmente por Corning Glass y modificado por los Laboratorios Bell Telephone para su uso industrial.

• V.A.D Vapor Axial Deposition: su funcionamiento se basa en la técnica desarrollada por la Nippon Telephone and Telegraph (N.T.T), es muy utilizado en Japon por las compañías dedicadas a la fabricación de fibra óptica.

• O.V.D Outside Vapor Deposition: desarrollado por Corning Glass Work. Parte de una varilla del quemador son introducidos los cloruros vaporosos y esta caldea la varilla.

• P.C.V.D Plasma Chemical Vapor Deposition: es desarrollado por Philips, se caracteriza por la obtención de perfiles lisos sin estructura anular reconocible.

Conclusión

Actualmente existen distintos tipos de medios de comunicación los cuales nos permiten enviar y recibir información cuantas veces sea necesario, comúnmente cada uno de estos (tipos de comunicación), se utilizan de manera diferente, es importante mencionar que en nuestros tiempos resulta ser muy complicado hacerlos a un lado ya que han influido de manera significativa y cada vez que se les incrementa más tecnología, más se vuelven indispensables. Al hablar un poco de las enfermedades nos damos cuenta que se requieren este tipo de medios para curar algún mal que tengamos, como por ejemplo si el médico le diagnostica a un paciente varices esofágicas, no habrá otra mejor opción más que hacerle un ligamento utilizando un aparato con láser y facilite la operación, además de ser más práctico su funcionamiento.

A grandes rasgos las telecomunicaciones influyen mucho en nuestra vida, claro, a unos más que a otros, lo importante es que están al alcance de nuestras manos y gracias al desarrollo y el incremento de nuevas tecnologías, es que podemos realizar nuestras actividades cotidianas.

En lo personal considero que este tipo de comunicaciones son fundamentales y lo mejor que nos pudo pasar, quien se lo iba a imaginar que llegaríamos a la época en la que todo lo podríamos conseguir de manera fácil y rápida, además de darnos cuenta lo que ocurre del otro lado del mundo, comunicarnos con las personas y curar enfermedades nunca antes vistas. Sin duda alguna lo considero completamente importante, fascínate y así como se van haciendo más descubrimientos y optimizando las tecnologías no dudo que en unos cuantos años todo esto sea aun mejor.

Bibliografía

https://telecomunicaciones2.webnode.mx/unidad-4/

https://telecomunicaciones2.webnode.mx/unidad-6/a6-6-comunicacion-por-infrarrojo-/

https://telecomunicaciones2.webnode.mx/unidad-6/a6-6-comunicacion-por-infrarrojo-/

https://telecomunicaciones2.webnode.mx/unidad-6/a6-3-fibras-opticas-/

Antenas

¿Qué es una antena?

La antena es aquel dispositivo que permite la recepción y el envió de ondas electromagnéticas hacia un espacio libre.

Por ejemplo una antena transmisora lo que hace es transformar voltajes en ondas electromagnéticas mientras que la receptora realiza un proceso similar pero al revés.

Existen una variada cantidad de antenas que estarán determinadas por el uso que se les dé. Aquellas que deben expandir lo máximo que puedan la potencia radiada, tal es el caso de las centrales de los teléfonos móviles o de una emisora de radio general o aquellas que canalizan la potencia para no interferir otros servicios.

                        ¿Como funciona una antena?

Las antenas de comunicación son las intermediarias entre una persona que manda un mensaje o más general, un paquete de datos y otra que los recibe. Estas antenas están situadas mayormente en las zonas de mayor demanda de comunicación.

Generalmente las antenas tienen como función abarcar con la señal de una gran zona. Pero a su vez hay antenas que están destinadas a enviar la señal a un punto fijo. Esto puede ser debido a la congestión, es decir al uso de la antena por muchos usuarios al mismo tiempo.

Las antenas que emiten señal para abarcar mayor alcance están situadas en cerros o puntos estratégicos de altura.

La buena comunicación de las antenas depende de: 

1. Tu cercanía con la antena
2. La dirección del alumbramiento
3. La congestión y respiración de la antena
4. La antena de tu dispositivo

Alumbramiento, Congestión, Respiración, descontracción de una antena.

• Alumbramiento: son antenas que dirigen su señal a puntos específicos, regularmente a puntos de demanda recurrente, como por ejemplo una carretera.

• Congestión: es cuando muchos usuarios requieren el uso de una antena o red al mismo tiempo, el nivel de respuesta disminuye al intentar cubrir la demanda de todos, también influye la distancia.

• Respiración: es la contracción y desconcentracción de la señal, según la cantidad de usuarios que estén usando dicho antena, así si un usuario está hablando al límite del alcance de la red y se conectan otros usuarios este se quedara fuera de cobertura.

Patrones de radiación

• Isotrópico: la cantidad de energía radiada por esta antena es exactamente la misma en todas las direcciones.

• Omnidireccionales: la energía se irradia en 360° en torno a la antena en el plano horizontal y es bidireccional en el plano vertical.

• Directivos: son aquellas que concentran la mayor parte de la energía de manera fija en un punto del espacio, aumentando así la potencia emitida hacia el receptor evitando interferencias en la comunicación.

Tipos de antenas

Antenas omnidireccionales

También conocidas como antenas de fuste vertical. Este tipo de antena se utiliza principalmente para emitir la señal en todas las direcciones pero en forma de ovalo. Emitiendo en un solo plano (no hacia arriba ni hacia abajo).

Antenas direccionales

Las antenas direccionales (o yagi), tienen forma de tubo. En su interior tienen unas barras de metal que cruzan el mismo.

Antenas de sector

Al igual que las antenas omnidireccionales, su uso es para conexiones punto a multipunto. Estas sin embargo solo emiten en una dirección y su radio de cobertura esta entre los 60 y los 180 grados.

Antenas parabólicas

Estas antenas son las más potentes que se pueden adquirir (hasta 27 dBi). Por lo que son las mas indicadas para cubrir largas distancias entre el emisor y receptor.

Cuanta mayor ganancia tienen, mayor diámetro de rejilla.

Antenas dipolo

Este tipo de antenas, están más indicadas para lugares pequeños, y más concretamente para uso de Access Points (imagen). La ganancia de estas antenas oscila entre los 2 y los 7 dBis.

Cuadro comparativo de los tipos de antenas

Conclusión

En lo personal considero que las antenas son indispensables en nuestra vida diaria, ya que estas nos permiten estar comunicados con familiares que se encuentren en distintos lugares, así como también a cerca de los acontecimientos que surgen día a día, como por ejemplo noticias, desarrollo de nuevas tecnologías, redes sociales, modas, entretenimiento (películas, videojuegos) y más, gracias a la inteligencia del ser humano que desarrollo estas maravillas es que hoy en día podemos disfrutar sin límite lo que más nos guste, la única gravedad de todo esto, es que a veces no somos tan prudentes con respecto al uso que le damos ya que se nos hace fácil estar en la mesa y chatear o jugar como si estuviéramos solos, incluso en ocasiones hasta cuándo vamos al baño lo primero que nos llevamos es el celular, tal vez sea porque estamos platicando de algo muy importante y no se pueda cortar la conversación o solo sea por costumbre para ver qué hay de nuevo en nuestras redes sociales de tal manera que muchos de nosotros no podríamos fácilmente seguir la vida de la misma manera.

Lo malo como antes mencionaba no es utilizarlo, navegar, chatear y demás, si no involucrarnos tanto que dejemos a un lado las tardes donde solíamos disfrutar con la familia, los paseos con nuestros amigos o pareja etc. Si, se trata de cumplir con nuestras labores siendo responsables pero al mismo tiempo debemos disfrutar de lo que tenemos hoy, porque el desarrollo de mejores tecnologías y antenas más inteligentes seguirá incrementando a pasos agigantados mientras que nosotros desafortunadamente no sabemos cuánto más pasos podremos dar. 

Bibliografía

https://www.definicionabc.com/comunicacion/antena.php

http://comofunciona.co.com/una-antena/

https://www.academia.edu/18961228/DIAGRAMA_DE_RADIACION

http://www.radiocomunicaciones.net/radio/teoria-de-antenas/

Diagrama

Software utilizado

Edraw Max versión 7.9

Tipos de entornos donde se propagan las señales

En general se clasifica el entorno en cuatro clases:

·     Zona rural: en esta zona la señal es muy débil debido a que no hay muchas antenas para que las señales se puedan propagar correctamente.

·      Urbano: en esta zona existen muchas antenas es por eso que la señal se propaga mejor, pero también hay desventajas porque al haber muchas frecuencias podrían provocar interferencia entre canales. 

·     Sub-urbano: esta zona se deriva del entorno urbano, con la diferencia es que aquí no existen tantas antenas  pero si las suficientes para que no dejen de propagarse las señales, esto quiere decir que no es tan intensa pero mala tampoco.

·     Urbano denso: aquí en esta zona es imposible que se pierda la señal, hay demasiadas antenas por lo tanto existe una comunicación extremadamente alta, pero también llega a tener  sus desventajas principalmente por las interferencias entre todos los canales que existen.

Los siguientes son entornos que se derivan de los antes mencionados:

Entornos de exteriores urbanos y suburbanos

Es este escenario la distancia entre la antena transmisora y la receptora suele ser de hasta algunos centenares de metros. Las reflexiones en los edificios producen que la respuesta emulsionar tenga rayos que llegan hasta con 5 μs de retardo y en casos extremos, a los 10 μs. El Delay Spread tiene un valor que puede estar entre 1 y 2.5 μs.

Si tenemos en cuenta que la división entre un canal de banda estrecha y un canal de banda ancha se establece para un valor del Delay Spread alrededor de 0.1/Ts, podemos deducir que la velocidad máxima de transmisión con un canal no dispersivo está entre 40 y 100 kbaud. La velocidad de los terminales móviles puede alcanzar hasta los 100 km/h. Por tanto, el tiempo de coherencia para un sistema con una frecuencia portadora de 900 MHz es de unos 3 ms.

Entornos exteriores rurales llanos

Es este escenario la distancia entre la antena transmisora y la receptora puede llegar a decenas de kilómetros. Las reflexiones en los objetos producen que la respuesta impulsional tenga rayos que llegan hasta con 0.5 μs de retardo. El Delay Spread tiene un valor alrededor de 0.1 μs y por tanto la velocidad máxima de transmisión con canal no dispersivo es sobre 1 Mbaud. La velocidad de los terminales móviles puede alcanzar hasta los 300 km/h. Por tanto el tiempo de coherencia para un sistema con una frecuencia portadora de 900 MHz es de 1 ms. 900 MHz es de unos 3 ms.

Entornos exteriores montañosos 

Es este escenario la distancia entre la antena transmisora y la receptora puede llegar a decenas de kilómetros. Las reflexiones en los objetos producen que la respuesta impulsional tenga rayos que llegan hasta con 20 μs de retardo. El Delay Spread tiene un valor alrededor de 5 μs y por tanto la velocidad máxima de transmisión, manteniendo un canal no dispersivo, es de alrededor de 20 kbaud. Por otro lado, la velocidad de los terminales móviles puede alcanzar hasta los 300 km/h. Así, el tiempo de coherencia es similar a los entornos rurales.

Entornos de interiores 

En este tipo de escenarios la distancia entre antena transmisora y receptora no supera los 300 metros, siendo habituales distancias de 50 metros e incluso menos. El Delay Spread fluctúa entre los 10 y 100 ns, por tanto, la velocidad máxima sin distorsión está entre 1 y 10 Mbaud. La velocidad de desplazamiento de los terminales no supera los 10 km/h. Si consideramos una frecuencia portadora de 900 MHz el tiempo de coherencia es de 30 ms.

Un modelo de propagación es un conjunto de expresiones matemáticas, diagramas y algoritmos usados para representar las características de radio de un ambiente dado. El modelo de propagación se divide en dos partes:

Modelo OUTDOOR

 

En el campo OUTDOOR existen muchos más modelos, debido principalmente a que la comunicación inalámbrica outdoor se viene utilizando desde hace mucho más tiempo, trabajando con un tamaño de cobertura mayor en diferentes tipos de ambiente de propagación.

Modelo INDOOR

El campo de propagación indoor es relativamente nuevo y las primeras investigaciones vienen desde los años 80s. En los entornos cerrados los niveles de señal fluctúan en mayor medida que en entornos abiertos.

Los modelos de propagación indoor difieren de los modelos de propagación outdoor en dos aspectos:  

1. Las distancias cubiertas son mucho más pequeñas.
2. El componente variable del entorno es mucho mayor para separaciones más pequeñas entre transmisor y receptor.

Conclusión

Al abordar estos temas me he dado cuenta cómo influye la señal en diferentes entornos donde nos encontramos, por lo general o por lógica sabemos que en una ciudad la señal es más eficiente que en una comunidad debido a que como hay un mayor número de habitantes buscan la manera de que no falle teniendo una mejor comunicación, para que esto sea posible se necesita que haya muchas antenas de las cuales tengamos un mayor alcance, todo sería perfecto si no existiera interferencia por los factores que no producen solo pierden la señal, es aquí cuando nos damos cuenta que esto de alguna manera también nos perjudica al querer instalar algún programa o enviar información. Hoy en día no tener señal es como no estar completos porque con ella hacemos todo y para todo la necesitamos, en lo personal no me imagino como sería mi vida si  desapareciera, hubo una ocasión en la que por más de tres días no tenía señal me encontraba en medio de la nada y no sabía cómo permanecer más en ese ahí, afortunadamente encontré con que pasar el tiempo y después del tercer día todo volvió a la normalidad y me sentía mejor y ahora si ya no me faltaba nada nuevamente era inmensamente feliz.

Bibliografía 

  http://itpn.mx/recursositics/6semestre/tecnolgiasinalabricas/Unidad%20II.pdf

https://www.academia.edu/17420602/Tecnologia_Inalambricas_1

Principios de propagación de señales

Propiedades físicas que rigen la propagación de señales

Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía. 

Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana.

Espectro electromagnético

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos.

Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.

Por mecanismos de propagación se entienden como los procesos físicos que intervienen en la propagación de las ondas electromagnéticas: principalmente atenuación, reflexión especular, reflexión difusa, difracción, refracción y dispersión.

El caso más simple de propagación radioeléctrica se tiene cuando la onda viaja entre el transmisor y el receptor en el espacio libre, entendiéndose por tal a una región cuyas propiedades son isotrópicas, homogéneas y sin pérdidas.

En estas condiciones, las ondas electromagnéticas no encuentran obstáculos con los que interactuar y, en una primera aproximación, esta definición se aplica al espacio extraterrestre. En el espacio libre es válido asumir que las ondas electromagnéticas se propagan en línea recta entre el transmisor y el receptor y se les designa como ondas directas. Esta forma de propagación por onda directa se da en sistemas en que el transmisor y el receptor están suficientemente alejados de la superficie terrestre y las antenas son suficientemente direccionales como para que la energía radiada fuera de la trayectoria directa no sea significativa, como en el caso de los radio enlaces terrestre de microondas y particularmente en los sistemas de comunicaciones por satélite o con otro tipo de vehículos espaciales.

En el caso de comunicaciones por onda directa a través de la atmósfera, incluyendo el radio enlaces de microondas y las comunicaciones espaciales, la onda directa puede sufrir refracciones, difracciones, dispersión y rotación del plano de polarización.

Conclusión

Considero que la propagación de señales son muy importantes en nuestra vida diaria, ya que nos sirven para muchas cosas por ejemplo para poder comunicarnos con personas de otros lugares, para enviar información, navegar por Internet etc., así como también para el desarrollo de nuevas tecnologías. Cabe mencionar que no en todos los lugares gozamos de una buena señal para comunicarnos, esto se debe a que no hay muchas antenas cerca por lo mismo, no hay mucha población y las pequeñas comunidades están dispersas y aunque uno quiera tener una muy buena señal es muy difícil, tiende mucho a fallar por el cambio climático principalmente cuando llueve y hace mucho aire. Existen muchos medios para que las ondas de las señales se puedan propagar, cada una de ellas funcionan de diferente manera, podríamos hablar un poco sobre un metal que como sabemos no afecta tanto no la desaparece solo cambia la señal y la hace menos densa, en cambio el agua lo que hace es absorberla perdiéndola en su totalidad. 

Bibliografía

http://itpn.mx/recursositics/6semestre/tecnolgiasinalabricas/Unidad%20II.pdf

https://www.academia.edu/17420602/Tecnologia_Inalambricas_1 

Información personal

Mi nombre es Mayra Sánchez tengo 20 años, actualmente me encuentro en el Instituto Nacional de México Tecnológico en Roque Campus Apaseo el Alto estudiando la carrera de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones cursando el 6to semestre.

Intereses personales 

En mis tiempos libres me gusta leer, practicar futbol,  pasear con mi familia e investigar nuevos temas relacionados con mi carrera, entre los diferentes tipos de música me describo más con el reggaeton y banda.

Temas de interés

Todo lo relacionado a desarrollo de páginas Web, desarrollo de aplicaciones móviles, incluyendo el desarrollo tecnológico que hay en los hospitales, inteligencia artificial y últimas tecnologías.