RESUMEN MESA DE TRABAJO FIBRA ÓPTICA...!

QUÉ ES LA FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica está compuesta por filamentos de vidrio o plástico, de espesor entre 10 y 300 micrones.

PROPAGACIÓN DE LA LUZ

El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total; la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz debida a impurezas de la superficie de la fibra, el núcleo de la fibra óptica está recubierto por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las reflexiones se producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento.

MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN

La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia prima abundante en comparación con el cobre, con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse aproximadamente 43 kilómetros de fibra óptica. Los dos constituyentes esenciales de las fibras ópticas son el núcleo y el revestimiento. El núcleo es la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz.

MODOS Y CONFIGURACIÓN

Fibra Monomodo:

Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implementar. En estas la trayectoria sigue el eje de la fibra, es decir posee un modo de propagación único; son fibras en la cual diámetro del núcleo esta en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8 mm. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo.

Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual:

Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.

Fibra Multimodo de índice escalonado:

Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación del índice.

CON LA FIBRA ÓPTICA SE PUEDEN USAR EMPALMES Y CONECTORES:

Empalmes:

Se utilizan para conexiones permanentes y cuando se requiere de tramos más largos al que proporciona el carrete ó bobina de cable, pérdidas menores que los conectores alrededor de 0,02dB.

Los empalmes pueden ser mecánicos estos son previamente fabricados por compañias como 3M, influyen directamente sobre el costo y la atenuacion, y empalmes por fusion estos son realizados en el horno de fusion tienen menos atenuación pero su fabricacion es costosa.

Conectores:

Se utilizan para conexiones removibles, poseen pérdidas de 0,2dB ya que existe aire entre la superficie pulida de la fibra óptica y el conector. Generalmente son usados entre fuentes, detectores y el cable de fibra óptica.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA

Ventajas:

Poseen mayor capacidad para transmitir debido al ancho de banda, permiten transmitir video y voz en tiempo real, son inmunes a las transmisiones cruzadas entre cables causadas por inducción magnética, poseen alta resistencia a condiciones ambientales extremas, son fáciles de instalar.

Desventajas:

Son difíciles de reparar, su costo es elevado, fragilidad de las fibras, en ocasiones la disponibilidad de conectores es limitada.

PÉRDIDAS EN LA FIBRA ÓPTICA

Dispersión cromática o de longitudes de onda: Ocurre cuando los rayos de luz que se producen en un extremo de la fibra no llegan al mismo tiempo provocando una distorsión en la señal, esto ocurre solamente en la fibra óptica monomodo.

Dispersión modal o de ensanchamiento de pulso: Se debe a la diferencia de tiempos de propagación de rayos de luz que van por diferentes trayectorias en una fibra óptica, se presenta solo en la fibra multimodo se puede reducir en multimodo de índice gradual y se elimina totalmente en monomodo de índice escalonado.

Pérdidas por acoplamiento: Son defectos de alineamientos de las fibras. Entre ellos axial, entrehierro, angular, acabado superficial y entre fibras con diferentes conos de aceptación.

Enlaces de fibra

Los bloques principales de un enlace de comunicaciones de fibra óptica son: transmisor, receptor y guía de fibra. El transmisor consiste de una interfaz analógica o digital, un convertidor de voltaje a corriente, una fuente de luz y un adaptador de fuente de luz a fibra. La guía de fibra es un vidrio ultra puro o un cable plástico.

El receptor incluye un dispositivo conector detector de fibra a luz, un fotodetector, un convertidor de corriente a voltaje un amplificador de voltaje y una interfaz analógica o digital. En un transmisor de fibra óptica la fuente de luz se puede modular por una señal analógica o digital.

Ensayo Sobre La Telemedicina y su Comunicación Satelital

Hoy día la medicina venezolana ha decidido evolucionar tecnológicamente implementando lo que se conoce como Telemedicina, esto se inicio luego de la inclusión del Satélite Simón Bolívar; el objetivo de este proyecto es realizar una red de segunda opinión médica; se espera que la Telemedicina se efectúe en todo el país en poco tiempo con la implementación de una plataforma tecnológica que asista al sistema público de salud.

Cuando hablamos de Telemedicina nos referimos a, la medicina o médico a distancia, simplemente es como una comunicación por teléfono, donde se puede discutir casos, realizar consultas, facilitar tanto diagnósticos como tratamientos, y hasta realizar cirugías a distancia en tiempo real; no solo se utiliza para las consultas médicas sino también para que los estudiantes de medicina reciban su capacitación a distancia y puedan observar operaciones en vivo. Esta información será recibida a través de monitores y cámaras que se localizan en el lugar, la misma podrá ser guardada en formato DVD como soporte.

Con la implementación de este proyecto se desea transmitir los datos e información de los pacientes, los mismos serán enviados por medio vía satelital de diferentes puntos sin importar la distancia; este recurso tecnológico facilita la optimización de los servicios de atención en materia de salud, en el que se ahorra tiempo y se recuden los costos; proporcionando a zonas distantes la atención de especialistas sin la necesidad de movilizar al paciente.

El Hospital Central “Antonio María Pineda”, es la primera institución en el que se aplica esta tecnología de Telemedicina, siendo el primero en Venezuela y en toda Latinoamérica. Este proyecto consta de un pabellón de tecnología Alemana, con un equipamiento de alta tecnología que facilita el ahorro de energía e insumos médicos, es un novedoso sistema que permite grabar y transmitir vía red LAN o WAN las imágenes de las operaciones realizadas.

APLICACION DE LA TECNOLOGÍA SATELITAL CON LA TELEMATICA

Los satélites son medios aptos para la emisión y recepción de señales cuentan con la tecnología apropiada para radiar espacios determinados, orbitan alrededor de la tierra y están capacitados para prestar servicios, recoger información y retransmitirla desde y a distintas partes del planeta en aéreas que tienen problemas de acceso terrestre o visión directa.

Existen infinidad de servicios que ofrecen los satélites aprovechados en su mayoría por los gobiernos de las grandes naciones para mantener la comunicación, control y automatización de sus organismos (públicos y privados), también las grandes industrias que cuentan con instalaciones en zonas de difícil acceso en muchos casos, y requieren el control de sistemas sofisticados para el monitoreo de sus instalaciones.

En Venezuela aun existen zonas remotas de difícil acceso lo que impide que los habitantes de estas disfruten de comodidad en cuanto a servicios eléctricos y de comunicación (voz, video y data); por esta razón se tuvo la necesidad de fusionar herramientas de telemática y telecomunicaciones que permitan controlar las subestaciones eléctricas en algunas de estas zonas foráneas del país; para lo que se utiliza el sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) en español Supervisión, Control y Adquisición de Datos, Esta es una aplicación de software especialmente diseñada para funcionar sobre ordenadores de control de producción, que a su vez proporcionan comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos) y se encargan de controlar el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador, también provee de toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros usuarios supervisores dentro de la empresa (supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de datos).

Toda esta información del controlador autómata de la subestación es enviado por una antena VSAT que envía las señal al satélite y luego este la emite a la estación principal permitiendo así monitorear el buen funcionamiento de la misma. En este sistemas de SCADA con antenas VSAT se utilizan el protocolo de comunicación IEC-104 con una topología estrella bajo un servicio TDM/TDMA.

Es importante destacar que este mismo sistema es utilizado en las empresas petroleras para el monitoreo, recolección de datos remotos, control de válvulas, switches, control sobre tuberías en gasoductos, monitoreo y control de flujos entre otros.

Medios de propagación de ondas electromagnéticas

Para realizar un análisis de la propagación de las ondas se debe tomar en cuanta la naturaleza de la misma, es decir, si son mecánicas o electromagnéticas.

Cuando se habla de ondas mecánicas, se hace referencias a aquellas que necesariamente utilizan un medio para su transmisión. Cuando se refieren a ondas electromagnéticas (OEM) son aquellas que se basan en un campo eléctrico y uno magnético, y estas no utilizan un medio para su trasmisión.

Se puede decir entonces que cuando una onda se propaga en el espacio libre esta no sufren perdidas de energía, no obstante, estas se degradan por factores como lo son; la atenuación cuando la densidad de la potencia disminuye; la absorción establece que la atmosfera contienen partículas que absorben le energía electromagnética debido a los componentes de la misma y estas reducen la densidad de la potencia; la interferencia es aquella perturbación de una señal en su recepción.

El criterio de RAYLEIGH establece el comportamiento de una onda cuando esta choca con una superficie. Esta puede ser lisa si dicha superficie presenta pequeñas irregularidades con respecto a λ y rugosa cuando la superficie presentan mayores irregularidades con respecto a λ.

Existen dos tipos fenómenos con respecto a la propagación de la onda en la superficie:

Superficies Lisas:

Reflexión especular: es cuando la propagación de la onda no pasa a un segundo medio o se reflejan

Reflexión interna total: es cuando la onda se regresa al primer medio o se refracta al más de 90º.

Refracción: es cuando una onda cambia de dirección de un medio a otro con distinta velocidad como sucede con la luz.

Superficies Rugosas:

Difracción: son aquellas ondas que rellenan la zona de sombras de radio

Dispersión: cuando la onda se divide y su resultante se propaga en diferentes direcciones.

Propagación por onda superficial “ondas terrestres”

Este tipo de onda viaja por la superficie de la tierra. Para realizar su polarización debe ser verticalmente, ya que se realiza de manera horizontal se produce un corto con la conductividad del suelo; por lo tanto se utilizan antenas verticales de baja altura y con una banda de frecuencia de VLF, LF, MF, que a su vez es una desventaja. Se debe tener en consideración que el suelo proporciona perdidas por resistencia y por dieléctrico, pero están también varían dependiendo de la composición del suelo.

La propagación de ondas superficiales o terrestres son mas efectivas en el mar, utilizando bandas ya se MF ó HF sin depender en que altura se encuentre la antena; todo esto se debe a que el agua salada es buena conductora, en cambio las superficies desérticas no lo son. Se debe tomar en consideración que el rango de frecuencia de 15 KHZ-2MHZ no se atenúa en la superficie.

Este tipo de propagación se utiliza para la comunicación entre barcos, barco-tierra, radionavegaciones, radio difusión AM, estación del tiempo, transmisores militares, etc.

En cuanto a sus ventajas tenemos que las condiciones atmosféricas afectan muy poco la propagación y que para realizar una trasmisión a cualquier parte del mundo se puede lograr con una potencia suficiente. En las desventajas tenemos una alta potencia de trasmisión.

Propagación troposférica “ondas espaciales”

Este tipo de ondas viajan varios kilómetros inferiores de la atmosfera; se incluyen las ondas directa y reflejada en el suelo. Es una trasmisión por línea de vista. Se debe considerar que este tipo de propagación esta limitada a la curvatura de la tierra.

Cuando una onda se refleja en el suelo, la misma adquiere las características del suelo. En la antena receptora la intensidad de campo dependerá de la distancia entre ellas. Esta propagación trabaja con frecuencia mayores a las 30 ó 40 MHZ, y su propagación es por conductos atmosféricos.

Propagación sobre tierra plana: las ondas directas y reflejadas son ondas radiadas en tierra plana.

Efecto de la curvatura de la tierra: se puede decir que el horizonte de radio es igual a la 4/3 horizonte óptico, este horizonte de radio se puede prolongar con elevar las antenas TX Y RX.

Propagación Ionosférica “ondas celestes”

Esta propagación trabaja en rango de frecuencia de 1.5 MHZ -30 MHZ. Se pueden realizar enlaces en HF para poder lograr un servicio continuo se necesita de 2 frecuenta de operación ya que la ionosfera varia tanto en el día como en la noche. Se le llama zona de silencio, aquella área que no es alcanzada por la onda Ionosférica, la frecuencia óptima utilizable es de 85% de MUF.

Antenas y forma de propagacion

Antenas

Es un dispositivo diseñado con la finalidad de emitir o recibir ondas electromagnética, ella son parte de un sistema transmisor y receptor. Es el dispositivo más importante en la red

Su principal función de la antena es radiar la potencia que se le suministra con las características de direccionalidad adecuadas a la aplicación, su otras función son transmitir y recibir, imponiendo cada aplicación condiciones particulares sobre la direccionalidad de la antena, niveles de potencia que debe soportar, frecuencia de trabajo y otros parámetros que definiremos posteriormente.

Por ejemplo, en radiodifusión o comunicaciones móviles se querrá radiar sobre la zona de cobertura de forma omnidireccional, mientras que en radiocomunicaciones fijas interesará que las antenas sean direccionales. En general, cada aplicación impondrá unos requisitos sobre la zona del espacio en la que se desee concentrar la energía. Asimismo, para poder extraer información se ha de ser capaz de captar en algún punto del espacio la onda radiada, absorber energía de esa onda y entregarla al receptor.

Existen diferentes tipos de ellas dependiendo del uso que se le vaya a dar, bien sea para servicios de radio, telefonía, televisión, repetidoras entre otras.

Antenas alámbricas. Se distinguen por estar construidas con hilos conductores que soportan las corrientes que dan origen a los campos radiados. Pueden estar formadas por hilos rectos (dipolo,

V, rómbica), espiras (circular, cuadrada o de cualquier forma arbitraria) y hélices. Este tipo de antenas se caracterizan por corrientes y cargas que varían de forma armónica con el tiempo y con amplitudes que también varían a lo largo de los hilos.

Antenas de apertura y reflectores. En ellas la generación de la onda radiada se consigue a partir de una distribución de campos soportada por la antena y se suelen excitar con guías de ondas. Son antenas de apertura las bocinas (piramidales y cónicas), las aperturas y las ranuras sobre planos conductores, y las bocas de guía. Este tipo de antenas se caracterizan por los campos eléctricos y magnéticos de la apertura, variables armónicamente con el tiempo.

El empleo de reflectores, asociados a un alimentador primario, permite disponer de antenas con las prestaciones necesarias para servicios de comunicaciones a grandes distancias, tanto terrestres como espaciales. El reflector más común es el parabólico.

Agrupaciones de antenas. En ciertas aplicaciones se requieren características de radiación que no pueden lograrse con un solo elemento; sin embargo, con la combinación de varios de ellos se consigue una gran flexibilidad que permite obtenerlas. Estas agrupaciones pueden realizarse

Direccionales:

- Dipolo (horizontal):

* Ganancia baja: 2.2dBi

* Directividad baja

* Amplio ángulo de radiación

- Uda-Yagi: sucesión de dipolos

* Sucesión de dipolos dispuestos en

Paralelo. La señal se acople de uno a

Otro, radiándose de nuevo cada vez.

* Ganancia elevada: 8-15 dBi

* Alta directividad

* Ángulo de radiación medio

- Panel o 'Patch Antenna'

* Panel o .parche. metálico radiante

sobre un plano de tierra metálico.

Normalmente planas, en encapsulado

de PVC.

* Ganancia media-elevada: 5-20 dBi

* Directividad moderada

* Ángulo de radiación medio

- Guía-ondas: cantennas, etc.

* Cavidad o Tubo metálico con un

monopolo que introduce las ondas

* Ganancia media-alta: 5-15 dBi

* Directividad alta

* Ángulo de radiación medio-bajo

- Helicoidal (modo axial)

* Hilo conductor bobinado sobre un

soporte rígido. Detrás plano de tierra.

* Ganancia media-elevada: 6-18 dBi

* Directividad moderada

* Ángulo de radiación medio

- Parabólica

* Antena direccional que recoge las

ondas que recolecta un reflector

metálico de forma parabólica.

* Ganancia alta: 12-25 dBi

* Directividad alta

* Ángulo de radiación bajo

Antenas parabólicas

Forma de propagación de las ondas electromagnéticas

La tecnología de radio considera que la tierra está rodeada por dos capas de atmósfera: la troposfera y la ionosfera. La troposfera es la poción de la atmósfera que se extiende hasta aproximadamente 45 km desde la superficie de la tierra (en terminología de radio, la troposfera incluye una capa de máxima altitud denominada estratosfera) y contiene aquello en lo que nosotros generalmente pensamos como el aire. Las nubes, el viento, las variaciones de temperatura y el clima en general ocurren en la troposfera, al igual que los viajes en avión. La ionosfera es la capa de la atmósfera por encima de la troposfera pero por debajo del espacio. Esta mas allá de lo que nosotros denominamos atmósfera y contiene partículas libres cargadas eléctricamente (de aquí el nombre).

Propagación en superficie. En la propagación en superficie, la ondas de radio viajan a través de la porción mas baja de la atmósfera, abrazando a la tierra. A las frecuencias mas bajas, las señales emanan en todas las direcciones desde la antena de transmisión y sigue la curvatura de la tierra. La distancia depende de la cantidad de potencia en la señal: cuanto mayor es la potencia mayor es la distancia. La propagación en superficie también puede tener lugar en el agua del mar.

Propagación troposferica. La propagación troposferica puede actuar de dos formas. O bien se puede dirigir la señal en línea recta de antena a antena (visión directa) ó se puede radiar con un cierto ángulo hasta los niveles superiores de la troposfera donde se refleja hacia la superficie de la tierra. El primer método necesita que la situación del receptor y el transmisor esté dentro de distancias de visión, limitadas por la curvatura de la tierra en relación a la altura de las antenas. El segundo método permite cubrir distancias mayores.

Propagación Ionosférica. En la Propagación Ionosférica, las ondas de radio de más alta frecuencia se radian hacia la ionosfera donde se reflejan de nuevo hacia la tierra. La densidad entre la troposfera y la ionosfera hace que cada onda de radio se acelere y cambie de dirección, curvándose de nuevo hacia la tierra. Este tipo de transmisión permite cubrir grandes distancias con menor potencia de salida.

Propagación por visión directa. En la Propagación por visión directa, se trasmite señales de muy alta frecuencia directamente de antena a antena, siguiendo una línea recta. Las antenas deben ser direccionales, estando enfrentadas entre si, y/o bien están suficientemente altas ó suficientemente juntas para no verse afectadas por la curvatura de la tierra. La propagación por visión directa es compleja porque las transmisiones de radio no se pueden enfocar completamente. Las ondas emanan hacia arriba y hacia abajo así como hacia delante y pueden reflejar sobre la superficie de la tierra o partes de la atmósfera. Las ondas reflejadas que llegan a la antena receptora mas tarde que la porción directa de la transmisión puede corromper la señal recibida.

Propagación por el espacio. La Propagación por el espacio utiliza como retransmisor satélites en lugar de la refracción atmosférica. Una señal radiada es recibida por un satélite situado en órbita, que la reenvía devuelta a la tierra para el receptor adecuado. La transmisión vía satélite es básicamente una transmisión de visión directa como un intermediario. La distancia al satélite de la tierra es equivalente a una antena de súper alta ganancia e incremente enormemente la distancia que puede ser cubierta por una señal.

Radio Frecuencia HF

La radio transmisión en la banda entre 3 Mhz y 30 Mhz es llamada radio de alta frecuencia (HF) u ondas cortas. Las bandas de frecuencia dentro del espectro de HF son asignadas por tratados internacionales para servicios específicos como movibles (aeronáutico, marítimo y terrestre), radiodifusión, radio amateur, comunicaciones espaciales y radio astronomía. La radio de HF tiene propiedades de propagación que la hacen menos confiable que otras frecuencias; sin embargo, la radio de HF permite comunicaciones a grandes distancias con pequeñas cantidades de potencia radiada.

Las ondas de radio de HF transmitidas desde antenas en la tierra siguen dos trayectorias. La onda terrestre (groundwave) sigue la superficie de la tierra y la onda aérea (skywave) rebota de ida y vuelta entre la superficie de la tierra y varias capas de la ionosfera terrestre. La útil para comunicaciones de hasta cerca de 400 millas, y trabaja particularmente bien sobre el agua. La onda aérea propaga señales a distancias de hasta 4,000 millas con una confiabilidad en la trayectoria de 90 %.

La trayectoria de propagación de las ondas aereas son afectadas por dos factores El angulo y la frecuencia Si la onda radiada entra en la capa ionizada con un angulo mayor que el (angulo crítico) entonces la onda no es reflejada ; pero si el angulo es menor que la onda será reflejada y regresara a la tierra.

Aplicaciones de las Técnicas de Multicanalización

Aplicaciones de las Técnicas de Multicanalización.

Cuando hablamos de Multicanalización nos referimos a un dispositivo de telecomunicaciones, en el cual la entrada posee varios canales para datos y estos serán transmitidos por solo canal de salida, es decir, n número de entradas será transmitido en un único canal de salida. Pero se debe acotar que es necesario que en el otro extremo se realice todo el proceso contrario, es decir, una demulticanalización en donde la entrada se separe en varias salidas; la información a transmitir puede ser de datos, voz, video, etc.
Con esta técnica en cuanto a comunicación nos referimos, se puede satisfacer a todos los usuarios, existen dos métodos muy importantes de Multicanalización el TDM y el FDM.
TDM: (Multiplexación por División de Tiempo); es una técnica donde las señales se transmiten digitalmente, y cada una de las señales es muestreada en diferentes intervalos de tiempo, sumando las muestras resultantes para constituir una sola señal. Utiliza la modulación digital PCM, y su transmisión es en señales digitales PCM-TDM; se puede decir también que es una de las técnicas mas utilizadas en las comunicaciones.
FDM: (Multiplexación por División de Frecuencia); es una técnica donde las señales son transmitidas generalmente de forma analógica, dicha transmisión puede ser de diferentes bandas de frecuencia, pero de manera simultanea.
Como se dijo anteriormente el TDM, es una de las técnicas mas utilizadas en las comunicaciones, por lo tanto, una de sus aplicaciones es el TDT (Televisión Digital Terrestre); diseñado para la transmisión de emisiones de televisión, mediante codificaciones digitales y técnicas de modulación, a través de una red de repetidoras terrestres.
La Televisión digital Terrestre (TDT); por ser una transmisión mediante codificaciones digitales posee varias ventajas, una de ellas es que comprime la señal, y esto implica que necesite de un ancho de banda menor para su transmisión; otra de las ventajas es que posee una mejora de la calidad tanto en el sonido como en la imagen en el momento de la recepción, cabe destacar que la señal digital al igual que la analógica, son muy susceptibles a la distorsión, lo que pasa es que las señales digitales en su proceso de codificación disponen de elementos que permiten la detección y corrección de errores en las señales recibidas, en entornos esencialmente desfavorables.
En el sistema (TDT) se utiliza la técnica de TDM porque le facilita muchos aportes, en ellos cabe resaltar que; trabaja con señales digitales; permite la transmisión de mayor cantidad de canales en un mismo canal; las emisiones digitales soportan un significativo ahorro de energético por canal, esto implica una disminución de costos para los radiodifusores. Cuando varios operadores comparten un canal multiplexado, cada uno tiene derecho de negociar el ancho de banda que le corresponde para ofrecer los contenidos que desee; Por ejemplo, se puede emitir un flujo de vídeo, dos de audio (en dos idiomas a la vez), varios de datos (subtítulos en tres idiomas, subtítulos para sordos, en un partido información con las estadísticas de los jugadores, o en una carrera automovilística información de tiempos y posiciones, etc.).
En cada canal se emite un flujo MPEG-2, que puede contener un número de flujos de vídeo, audio y datos. Esto bajo la supervisión del grupo de estándares de codificación de audio y vídeo pactado por MPEG (grupo de expertos en imágenes en movimiento).
Cabe destacar que la Televisión Digital Terrestre (TDT), todavía no se emplea en Venezuela, pero se encuentra en proceso.
En conclusión comprendí que el TDM se emplea en una transmisión de Televisión Digital Terrestre (TDT), por que el mismo no considera importante la frecuencia (de hecho se puede transmitir varias frecuencias en un mismo canal), sino el intervalo de tiempo en cada una de las señales muestreadas.

Multicanalización y la tecnología SDH

La multiplexación es la habilidad para transmitir distintos canales de datos (voz, video, data) que provienen de diversos aparatos (transmisores y receptores) denominados canales de baja velocidad en un medio físico único (denominado canal de alta velocidad) sin interferirse entre si; esto es capaz gracias al uso de un dispositivo de multiplexado que combina las señales de los transmisores y las envía a través de un canal de alta velocidad. Que luego de viajar por ese único canal (canal de alta velocidad) llegan a otro dispositivo llamado demultiplexor que es el que comunica a los receptores con el canal de alta velocidad, para que así la información pueda llegar a los diferentes destinos.
Entre las características de los sistemas que utilicen la multicanalización podemos mencionar que permite que varios dispositivos compartan un mismo canal de comunicaciones, es útil para rutas de comunicaciones paralelas entre dos localidades, minimizan los costos del comunicaciones, al rentar una sola línea privada para comunicación, normalmente los multiplexores se utilizan en pares, un muxtliplexor en cada extremo del circuito, Los datos de varios dispositivos pueden ser enviados en un mismo circuito por un multiplexor. El multiplexor receptor separa y envía los datos a los apropiados destinos
Existen distintas formas de llevar a cabo la multiplexación (y su inverso, la demultiplexación). Las más utilizadas son: la multiplexación en el dominio del tiempo, la multiplexación en el dominio de la frecuencia, la multiplexación por código y la multiplexación en longitudes de onda. La multiplexación en el dominio del tiempo (TDMA) consiste en asignar a diferentes informaciones diferente duración de las tramas de guarda para no se mezclen. Este tipo de multiplexación se utiliza entrelazar diferentes informaciones digitales y formar un caudal mayor.
La multiplexación en el dominio de la frecuencia (FDMA) utiliza el procedimiento de la modulación para que cada información se sitúen sobre señales portadoras de diferente frecuencia. La multiplexación en el código (CDMA) mezcla la información con diferentes códigos ortogonales entre sí, de manera tal que sea posible recuperar la información haciendo la operación matemática adecuada con el código correspondiente.
La multiplexación en longitud de onda (WDMA) se podría calificar como una variante de la multiplexación en el dominio de la frecuencia realizada en frecuencias próximas a la luz, se basa en que una fibra óptica puede estar simultáneamente iluminada por varias fuentes luminosas (incluso aquellas que no se consideren luz visible) cada una de las cuales transporta información.

Entre los distintos sistemas que utilizan multicanalización se encuentra la telefonía que en sus primeros años utilizaba multiplexación por división en frecuencia o FDM (Frecuency Division Multiplexing) para transportar distintos canales telefónicos sobre un único medio (cable coaxial). La idea era modular cada canal telefónico en una frecuencia portadora distinta para desplazar las señales a rangos de frecuencia distintos. Estos sistemas analógicos actualmente han sido reemplazados por sistemas de transporte digital, donde la señal telefónica es digitalizada, es convertida en una trama de bits para su transmisión por la línea. Para ello la señal telefónica analógica es muestreada a una determinada frecuencia, cuantificada, codificada y después transmitida a una tasa binaria determinada.
Con la modulación de impulsos codificados o PCM (Pulse Code Modulation), que apareció en la primera década de los 60. PCM permite la utilización múltiple de una única línea por medio de la multiplexación por división en el tiempo o TDM (Time Division Multiplexing), consistente en segregar muestras de cada señal en ranuras temporales que el receptor puede seleccionar mediante un reloj correctamente sincronizado con el transmisor.
Generalmente, las señales que son multiplexadas proceden de fuentes distintas, pudiendo haber ligeras diferencias entre la velocidad real de los distintos flujos de información debidas a variaciones en los tiempos de propagación, falta de sincronización entre las fuentes, etc. Este tipo de señales no sincronizadas reciben el nombre de plesiócronas. La naturaleza plesiócrona de las señales requería de técnicas de relleno, consistentes en la reserva de una capacidad de transmisión superior a la requerida, para eliminar la falta de sincronismo.
El primer estándar de transmisión digital fue PDH (Plesicronus Digital Hierarchy) o JDP (Jerarquía Digital Plesiócrona), aparecido durante la década de los sesenta, durante los años 80 en que tuvo lugar la digitalización de las grandes redes públicas, los equipos PDH se instalaron masivamente por todo el mundo. No obstante, pronto se encontraron serias limitaciones como; La rigidez de las estructuras plesiócronas de multiplexación hacían necesaria la demultiplexación sucesiva de todas las señales de jerarquía inferior para poder extraer un canal de 64 Kbps. La baja eficiencia de este proceso, suponía baja flexibilidad en la asignación del ancho de banda y una mayor lentitud en el procesamiento de las señales por parte de los equipos.
La información de gestión que puede transportarse en las tramas PDH es muy reducida, lo cual dificulta la supervisión, control y explotación del sistema. La falta de compatibilidad entre los distintos sistemas PDH y la adopción de estándares propietarios por parte de los fabricantes, dificultaba la interconexión entre redes de incluso un mismo operador. Los grandes avances del hardware y software, así como la entrada de la fibra óptica como medio de transmisión, no eran aprovechados por los sistemas PDH.

Gracias a estas limitaciones resulto el desarrollo de SONET y SDH, ambas son tecnologías se basan en multiplexores digitales que, mediante técnicas de multiplexación por división en el tiempo o TDM permiten combinar varias señales digitales (denominadas señales de jerarquía inferior o señales tributarias) en una señal digital de velocidad superior.
Se denominada SDH (Syncronous Digital Hierachy) o JDS (Jerarquía Digital Síncrona) en Europa, y SONET (Syncronous Optical NETwork) en Norte América. Considerado como un estándar mundial que especifica las velocidades de transmisión, formato de las señales (tramas de 125 microsegundos), estructura de multiplexación, codificación de línea, parámetros ópticos, entre otros; así como normas de funcionamiento de los equipos y de gestión de red.

Debido a las altas velocidades transmitidas, la seguridad es un requisito a tener muy en cuenta en las redes de transporte. La solución de protección da lugar a los denominados anillos híbridos autoregenerables, en los cuales el tráfico se encamina simultáneamente por dos caminos, siendo recogido en el nodo destinatario. En caso de la caída de algún equipo intermedio o el corte de una fibra, el nodo destinatario conmutará al otro camino, lo cual es conseguido en menos de 50 ms. Las tramas SDH incorporan información de gestión de los equipos, es posible tanto la gestión local como la centralizada de sus redes. Esta gestión se realiza a través de las interfaces Q definidas por el ITU.

La gestión local atiende a un control descentrado de los distintos nodos, mediante sistemas de operación local. La centralizada, adecuada para entornos SDH puros sin PDH, se basa en el control de todos los nodos mediante un único sistema de operaciones central. La flexibilidad en el transporte de señales digitales de todo tipo permite la provisión de todo tipo de servicios sobre una única red SDH: servicio de telefonía, provisión de redes alquiladas a usuarios privados, creación de redes MAN y WAN, servicio de videoconferencia, distribución de televisión por cable, entre otros.

Actualmente se usan masivamente este tipo de tecnologia SDH en las redes de telecomunicaciones a nivel mundial, dandole al usuario en beneficio de, potenciar el desarrollo e implantación de sistemas de banda ancha de alta calidad y fiabilidad, sus beneficios directos recaerán sobre los explotadores de redes; entre estos: reducción de coste de los equipos de transmisión. Las razones principales son la posibilidad de integrar las funciones de transmisión, multiplexación e interconexión en un solo equipo; y la alta competencia entre proveedores de equipos debida a la alta estandarización de SDH.

El acceso directo a las señales de cualquier nivel sin necesidad de demultiplexar en todos los niveles. La sencilla explotación debida a la incorporación de información de gestión adicional en las tramas de información de datos lo cual permite el mantenimiento centralizado, rápida y exacta localización de averías, el reencaminamiento automático, la monitorización permanente de la calidad del circuito.

La amplia gama de anchos de banda de transmisión y la posibilidad de acceder directamente a las señales de cualquier nivel sin necesidad de demultiplexar en todos los niveles inferiores, permiten la creación de una infraestructura de red muy flexible y uniforme. La compatibilidad multifabricante a nivel de interfaces de transporte y de explotación, lo cual garantizará la integración de las redes de los distintos operadores.

La convergencia con ATM e IP, y la capacidad de interfuncionamiento simultáneo con PDH. Como única desventaja de SDH se tiene que los menores anchos de banda soportados frente a la DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) o multiplexación por división en longitud de onda. La DWDM es una novedosa tecnología de transmisión, aún inmadura y poco estandarizada, consistente en la multiplexación de varias señales ópticas, cada una a una longitud de onda o frecuencia óptica diferente, sobre la misma fibra, permitiendo aprovechar el caro y escaso tendido de fibra óptica monomodo convencional existente. Los anchos de banda comercialmente disponibles actualmente mediante DWDM, llegan hasta los 400 Gbps, resultado de multiplexar 40 canales SDH STM-64.