¿Qué son las unidades de frecuencia para transmisiones inalámbricas?

1. La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que la comunicación (emisor/receptor) no se encuentra unida por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles, etc.

1.1. SATELITES: Se acostumbran a emplear satélites geoestacionarios, y algunos tipos LEO (LOW EARTH ORBITAL), para transmisiones a grandes distancias. La banda de microondas (superior a 3 GHZ) se emplea en transmisiones con alto índice de directividad, empleando para ello antenas parabólicas. Adicionalmente debe anotarse que las transmisiones son multicanal, con tasas de transferencia muy elevadas y anchos de banda de hasta 500 MHZ.

1.2. MICROONDAS TERRESTRES: Permiten Abarcar distancias de hasta 50 kilómetros a alta velocidad, pero resultan ser más sensibles a las perturbaciones atmosféricas que los satélites.

1.3. ONDAS DE RADIO DE BAJA FRECUENCIA: Se utilizan enlaces de radio con portadoras en UHF (300 MHZ hasta los 3 GHZ) para distancias de 10 a 15 kilómetros, implementando modulación en frecuencia (FM o FSK) en virtud a su alto rechazo al ruido, con lo cual se facilita la transmisión a mayores distancias con menor potencia.

1.3.1. Estación base con ordenador central Este tipo de configuración puede conectarse a redes fijas y enlaces de radio a unidades distribuidas. SE acostumbra a usar para sistemas de riego, el control de invernaderos, sistemas de emergencia en general.

1.3.2. Redes celulares de radio Este esquema es típicamente denominado de bases múltiples. Se utiliza cuando se quieren cubrir áreas geográficas grandes, implementando entonces múltiples bases o células a diferentes frecuencias. Cada célula tiene limitada su área de cobertura, y se encuentra conectada a la red fija, son comúnmente usadas en redes celulares de telefonía móvil.

2. Propagación de la señal Como se tratado anteriormente para la transmisión de información normalmente un emisor genera una onda cuya forma o características (amplitud, frecuencia, fase etc.…) depende de los datos a transmitir, y el receptor debe reconocerla e interpretarla para reconstruir la señal original.

3. Tipos de señales Desde el punto de vista de la naturaleza de la señal transmitida se pueden hallar dos tipos básicos de señales: las analógicas y las digitales.

3.1. Señales analógicas Aquí se tienen en cuenta a las señales electromagnéticas que se propagan por diferentes medios, la mayoría de las cuales varían de modo continuo en el tiempo tomando infinitos valores intermedios. La forma general de dichas señales se describe matemáticamente como la de una onda: V (t) = A* cos (wt – ф) [1] Para que una señal analógica se pueda utilizar para la comunicación de datos es necesario variar alguno de sus parámetros (A, w, ф). Este proceso permite realizar transmisiones de varias señales simultáneamente por el mismo canal. Adicionalmente las señales así tratadas pueden propagarse por casi cualquier tipo de medio ya sea cable eléctrico, aire, vacío etc.…) No obstante resultan más vulnerables a perturbaciones como el ruido, y resultan por ende difíciles de reconstruir en el destino final.

3.2. Señales digitales Este tipo de señales solo pueden ser transmitidas por cable (eléctrico o de fibra óptica), y tienen como principal característica el que pueden tomar 2^n estados (para n≥ 1). Lo que resulta más frecuente es tener n= 1, en tal caso se habla de señales binarias, con tan solo dos posibles estados. Para la comunicación de datos en formato digital se realiza la transmisión de las tramas en serie, siendo el BIT de menor peso o significación (LSB) el primero y el de mayor peso el último. Debe aclararse que la forma de onda de la señal transmitida no es la de una rectangular pura; en muchos casos se especifican los tiempos de subida y bajada se la señal como puede verse en la figura 68. A continuación.

4. ¿QUE SON LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS

4.1. 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 hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse. 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.

4.2. ORIGEN Y FORMACIÓN Las cargas eléctricas al ser aceleradas originan ondas electromagnéticas dipolo oscilante El campo E originado por la carga acelerada depende de la distancia a la carga, la aceleración de la carga y del seno del ángulo que forma la dirección de aceleración de la carga y al dirección al punto en que medimos el campo( sen q). Un campo electrico variable engendra un campo magnético variable y este a su vez uno electrico, de esta forma las o. e.m. se propagan en el vacio sin soporte material

4.3. CARACTERÍSTICAS de LA RADIACIÓN E.M. Los campos producidos por las cargas en movimiento puden abandonar las fuentes y viajar a través del espacio ( en el vacio) creándose y recreándose mutuamente. Lo explica la tercera y cuarta ley de Maxwell. Las radiaciones electromagnéticas se propagan en el vacio a la velocidad de la luz "c". Y justo el valor de la velocidad de la luz se deduce de las ecuaciones de Maxwell, se halla a partir de dos constantes del medio en que se propaga para las ondas electricas y magnética . {short description of image} Los campos electricos y magnéticos son perpendiculares entre si ( y perpendiculares a la dirección de propagación) y estan en fase: alcanzan sus valores máximos y mínmos al mismo tiempo y su relación en todo momento está dada por E=c· B El campo eléctrico procedente de un dipolo está contenido en el plano formado por el eje del dipolo y la dirección de propagación. El enunciado anterior también se cumple si sustituimos el eje del dipolo por la dirección de movimiento de una carga acelerada Las ondas electromagnéticas son todas semejantes ( independientemente de como se formen) y sólo se diferencian e n su longitud de onda y frecuencia. La luz es una onda electromagnética Las ondas electromagnéticas transmiten energía incluso en el vacio. Lo que vibra a su paso son los campos eléctricos y magnéticos que crean a propagarse. La vibracion puede ser captada y esa energía absorberse. Las intensidad instantánea que posee una onda electromagnética, es decir, la energía que por unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie, colocada perpendicularmente a la direción de propagación es: I=c· eoE2. La intensidad media que se propaga es justo la mitad de la expresión anterior. La intensidad de la onda electromagnética al espandirse en el espacio disminuuye con el cuadrado de la distancia y como "I "es proporcional a E2 y por tanto a sen2Q . Por lo tanto existen direcciones preferenciales de propagación

5. ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

5.1. Las ondas electromagnéticas se agrupan bajo distintas denominaciones según su frecuencia, aunque no existe un límte muy presiso para cada grupo. Además, una misma fuente de ondas electromagfnéticas puede generar al mismo tiempo ondas de varios tipos.

5.1.1. Ondas de radio: son las utilizadas en telecomunicaciones e incluyen las ondas de radio y televisión. Su frecuencia oscila desde unos pocos hercios hasta mil millones de hercios. Se originan en la oscilación de la carga eléctrica en las antenas emisoras (dipolo radiantes).

5.1.2. Microondas: Se utilizan en las comunicaciones del radar o la banda UHF ( Ultra High Frecuency) y en los hornos de las cocinas. Su frecuencia va desde los milmillones de hercios hasta casi el billon.Se producen en oscilaciones dentro de un aparato llamado magnetrón. El magnetrón es una cavidad resonante formada por dos imanes de disco en los extremos, donde los electrones emitidos por un cátodo son acelerados originado los campos electromagnéticos oscilantes de la frecuencia de microondas.

5.1.3. Infrarrojos: Son emitidos por los cuerpos calientes. Los transitos energéticos implicados en rotaciones y vibraciones de las moléculas caen dentro de este rango de frecuencias. Los visores nocturnos detectan la radiación emitida por los cuerpos a una temperatura de 37 º .Sus frecuencias van desde 10 11Hz a 4·1014Hz. Nuestra piel también detecta el calor y por lo tanto las radiaciones infrarrojas.

5.1.4. Luz visible: Incluye una franja estrecha de frecuencias, los humanos tenemos unos sensores para detectarla ( los ojos, retina, conos y bastones). Se originan en la aceleración de los electrones en los tránsitos energéticos entre órbitas permitidas. Entre 4·1014Hz y 8·1014Hz

5.1.5. Ultravioleta: Comprende de 8·1014Hz a 1·1017Hz. Son producidas por saltos de electrones en átomos y molécualas excitados. Tiene el rango de energía que interviene en las reacciones químicas. El sol es una fuente poderosa de UVA ( rayos ultravioleta) los cuales al interaccionar con la atmósfera exterior la ionizan creando la ionosfera. Los ultravioleta puden destruir la vida y se emplean para esterilizar. Nuestra piel detecta la radiación ultravioleta y nuestro organismo se pone a fabricar melanina para protegernos de la radiación. La capa de ozono nos proteje de los UVA.

5.1.6. Rayos X: Son producidos por electrones que saltan de órbitas internas en átomos pesados. Sus frecuencias van de 1'1·1017Hz a 1,1·1019Hz. Son peligrosos para la vida: una exposición prolongada produce cancer.

5.1.7. Rayos gamma: comprenden frecuencias mayores de 1·1019Hz. Se origina en los procesos de estabilización en el núcleo del átomo después de emisiones radiactivas. Sus radiación es muy peligrosa para los seres vivos.