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martes, 9 de septiembre de 2014

Modulación y Transmisión: Historia de las Radiotransmisiones. Medios de Propagación: Medios Guiados y No Guiados. Formas de Propagación Inalámbrica. Oposición Policía Nacional. Tema 24.

Continuamos el tema 24 del temario policía nacional, con el estudio de la Electrónica. Modulación y Transmisión: Historia de las Radiotransmisiones. Medios de Propagación: Medios Guiados y No Guiados. Formas de Propagación Inalámbrica. Suscríbete a la Guía de Formación Online  para recibir estas actualizaciones directamente en tu correo electrónico.

4. Modulación y transmisión

4.2. Historia de las radiotransmisiones

Las radiotransmisiones tienen su origen en el año 1873, cuando James Clerk Mawell (físico inglés), publicó su teoría electromagnética en el “Tratado sobre Electricidad y Magnetismo”. Su teoría electromagnética, obtenida por medio de cálculo matemático puro, predecía la posibilidad de crear ondas electromagnéticas y de su propagación en el espacio.

Fue Heinrich Hertz quien en 1887 confirmó ya experimentalmente la teoría de Maxwell. 
Hertz (de su nombre procede la unidad de medida hertzio y la denominación de ondas hertzianas) logró radiar por primera vez ondas electromagnéticas. El físico alemán construyó un oscilador que producía unas ondas capaces de trasladarse por el espacio, y que eran recogidas por un alambre receptor. De este modo, Hertz abrió el camino da la comunicación sin hilos.

Edouard Branly, en 1890, desarrolló el cohesor, que consistía en un tubo lleno de limaduras metálicas que permitía detectar la presencia de ondas radioactivas. Y en 1893, tres años más tarde, Oliver Lodge perfeccionó el sistema desarrollado por Branly, logrando patentar la bobina de inducción.

En torno a 1895, un ingeniero ruso llamado Alexander Popov, al investigar las descargas eléctricas sobre las tormentas, se dio cuenta de que la sensibilidad del cohesor aumentaba al conectarlo a un hilo conductor suspendido de una cometa. Fue este el modo en el que inventó la antena.

Fueron muchas las personas que desde entonces se empeñaron en unir estos elementos para crear un sistema de radiocomunicación, pero ninguno logró que funcionase con seguridad. Hubo que esperar a 1895, cuando el inventor Guillermo Marconi, creó un sistema realmente capaz de transmitir y recibir señales radiofónicas. De ahí que se conozca a Marconi como el inventor de la radiocomunicación.

Y ya en 1906, Lee De Forest patentó el tríodo (también denominado “audion”), un elemento fundamental de los primeros aparatos de radio y punto de partida de la electrónica.

5. Medio de transmisión

5.1. Medios guiados y no guiados

El medio de transmisión es el soporte físico a través del cual el emisor y el receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Existen dos tipos de medios, los guiados y los no guiados, y en ambos casos la transmisión se efectúa por medio de ondas electromagnéticas.

Los medios guiados conducen las ondas a través de un canal físico, o sea, un cable.
Los medios no guiados (sin clave) proporcionan un soporte para que se transmitan las ondas, pero no las dirigen (por ejemplo, el vacío y el aire).

Son 3 los medios de transmisión guiados más habituales:

- Par trenzado: es el medio más utilizado para redes de área local (LAN). Es barato y sencillo de manejar. Rango de frecuencias reducido y velocidad de transmisión de datos limitada.

- Cable coaxial: se emplea para la distribución de televisión y para la telefonía a larga distancia. Es el medio más polivalente, y progresivamente está siendo sustituido por la fibra óptica.

- Fibra óptica: se emplea para las transmisiones de grandes cantidades de información a larga distancia. Velocidad de transmisión de cientos de gbps y atenuación menor.
En cuanto a los medios no guiados, es decir, inalámbricos, la transmisión y la recepción se efectúan por medio de antenas.

Las antenas pueden ser direccionales y omnidireccionales. Las primeras emiten toda la energía mediante un haz, por lo que es necesario que la antena emisora y la antena receptora estén alineadas. En las omnidireccionales, la antena radia energía en múltiples direcciones, por lo cual pueden captarla varias antenas.

Son antenas de configuración direccional:

- Microondas terrestres: se emplean para la transmisión de televisión y de voz. Suelen usarse antenas parabólicas. La principal causa de pérdidas es la atenuación, debido a que con la distancia aumentan las pérdidas. La atenuación aumenta con las lluvias. Las más empleadas son Bluetooth y Wireless.

- Microondas por satélite: se emplean principalmente para televisión, transmisiones telefónicas a larga distancia y redes privadas. Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de tierra, el satélite necesita una órbita geoestacionaria. El rango de frecuencias para la recepción del satélite ha de ser diferente del rango al que el satélite emite, para que no existan interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.

- Infrarrojos: se emplean para transmisiones a muy corta distancia, como por ejemplo, en los mandos de la televisión o del equipo de música. No pueden atravesar paredes, y los emisores y los receptores deben estar alineados para poder realizar la comunicación.
Son de configuración omnidireccional:

- Ondas de radio: se emplean en la radio FM y en la televisión UHF y VHF. El principal problema es que sufren interferencias producidas por trayectorias múltiples o señales hermanas.

5.2. Formas de propagación inalámbrica

Se suele clasificar a las ondas en tres grandes grupos, de acuerdo con su forma o ruta predominante de propagación (aunque no hay una separación tajante entre los tres tipos):

- Onda terrestre o de superficie: en este tipo la señal sigue el contorno de la tierra. Esta propagación es predominante en las frecuencias bajas (ondas largas), hasta 3 mHz (radio AM).

- Onda ionosférica: la señal se refracta en la ionosfera (la capa más alta de la atmósfera). Por medio de este sistema se salva la curvatura del planeta y se logra la comunicación a larga distancia. Se emplea para frecuencias altas de 3 y 30 mHz (radioaficionados).


- Onda espacial (troposférica): en este caso la propagación se lleva a cabo a través de la troposfera (capa más baja de la atmósfera). Es la forma fundamental de propagación en las frecuencias muy altas, superiores a los 30 mHz (radio FM).

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