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Capa Física Se encarga de definir todos los elementos relacionados con los aspectos fisicos Mecánicas: Se refieren a las propiedades físicas de la interfaz de conexión, como el tamaño y forma del conector, el número de cables o pines, y el tipo de antena. Eléctricas: Se enfocan en las propiedades...

Capa Física Se encarga de definir todos los elementos relacionados con los aspectos fisicos Mecánicas: Se refieren a las propiedades físicas de la interfaz de conexión, como el tamaño y forma del conector, el número de cables o pines, y el tipo de antena. Eléctricas: Se enfocan en las propiedades eléctricas, como la tensión, la velocidad de transmisión y la intensidad en los pines. Funcionales: Determinan las funciones específicas de los circuitos, como los pines dedicados a transmitir o recibir. De procedimiento: Describen los pasos necesarios para transmitir información a través del medio físico. La capa física se encarga de transmitir y recibir bits a través de un canal de comunicación, siendo la capa más baja del modelo OSI. Regula aspectos como el tipo de medio de transmisión, que puede ser guiado (cables) o no guiado (inalámbrico). Existen distintos modos de transmisión: Simplex: una dirección. Half-duplex: en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo. Full-duplex: en ambas direcciones simultáneamente. Las señales pueden ser analógicas o digitales, y cuando varios emisores comparten el canal, se aplica la multiplexación, ya sea por frecuencia (FDM) o tiempo (TDM). Perturbaciones en la transmision En la transmisión de datos, las señales recibidas pueden diferir de las transmitidas debido a varias perturbaciones. Estas afectan la calidad en señales analógicas y generan errores en señales digitales. Las principales dificultades son: 1. Atenuación: Reducción de la energía de la señal a medida que viaja, que puede controlarse con amplificadores (para señales analógicas) o repetidores (para señales digitales). 2. Distorsión de retardo: Ocurre cuando diferentes componentes de frecuencia de una señal llegan a distintos tiempos debido a variaciones en la velocidad de propagación. 3. Ruido: Señales no deseadas que interfieren con la señal principal. Los tipos de ruido incluyen: o Ruido térmico: Causado por la agitación de electrones debido a la temperatura. o Ruido de intermodulación: Interferencia de señales de diferentes frecuencias.  o Diafonía: Acoplamiento no deseado entre líneas de transmisión. o Ruido impulsivo: Pulsos irregulares de gran amplitud, que afectan principalmente la transmisión digital. Los medios guiados son aquellos que usan materiales físicos sólidos para transportar señales, como el par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica. Estos medios conducen ondas electromagnéticas o señales ópticas dentro de límites físicos. Pares Trenzados Consisten en dos alambres de cobre aislados trenzados en forma helicoidal, lo que reduce interferencias externas y entre pares cercanos. Existen varios tipos de pares trenzados según su nivel de protección contra interferencias: 1. UTP (Unshielded Twisted Pair): Sin protección. 2. FTP (Foiled Twisted Pair): Protección global. 3. STP (Shielded Twisted Pair): Protección individual por cada par. 4. S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair): Protección global y por cada par. Cable coaxial El cable coaxial es un medio de transmisión creado en la década de 1930, utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia. Consta de dos conductores concéntricos: el conductor central, llamado vivo, que lleva la señal, y el conductor externo, llamado malla o blindaje, que actúa como referencia de tierra. Entre ambos se encuentra un dieléctrico que mejora la calidad del cable, todo cubierto por una capa protectora. Aunque fue ampliamente utilizado, ha sido reemplazado en muchos casos por la fibra óptica, especialmente en distancias largas, debido a su mayor capacidad de ancho de banda. Sin embargo, el cable coaxial sigue siendo versátil y se usa en aplicaciones como: Distribución de televisión. Telefonía de larga distancia. Enlaces de computadores a corta distancia. Redes de área local. Fibra óptica La fibra óptica es un medio de transmisión que utiliza materiales como cristales o plásticos para guiar señales de luz. Se caracteriza por su capacidad de transportar grandes cantidades de datos a alta velocidad y a largas distancias con muy baja atenuación. Los cables de fibra óptica tienen tres componentes principales: Núcleo: compuesto por fibras de cristal o plástico, que transmite la luz. Revestimiento: rodea el núcleo y actúa como un reflector para confinar la luz. Cubierta: protege la fibra de daños físicos. Ventajas de la fibra óptica frente a otros medios cableados: Mayor capacidad de transmisión: puede alcanzar cientos de Gbps, superando el cable coaxial y el par trenzado. Menor tamaño y peso: las fibras ópticas son más delgadas y ligeras. Menor atenuación: las señales se degradan menos con la distancia. Aislamiento electromagnético: no sufren interferencias ni generan radiación. Mayor separación entre repetidores: las fibras permiten distancias de decenas o incluso cientos de kilómetros entre repetidores, reduciendo costos. Tipos de fibra óptica: Multimodo: permite la transmisión de varios rayos de luz y se usa en distancias cortas. Monomodo: más costosa, pero ideal para largas distancias, permitiendo velocidades de 50 Gbps a 100 km sin amplificación. Multimodo de índice gradual: combina características de los dos anteriores, usado en redes locales. Componentes del sistema de transmisión óptico: Fuente de luz: generalmente LED o láser. Medio de transmisión: fibra óptica. Detector: convierte la luz en señales eléctricas. Los sistemas basados en fibra óptica son ideales para aplicaciones de telecomunicaciones y redes, gracias a su alta eficiencia y capacidad de expansión. Las comunicaciones ópticas utilizan principalmente tres bandas de longitud de onda, ubicadas en el espectro infrarrojo: 850 nm: Usos: Aplicaciones de corto alcance. Característica: Mayor atenuación; se pueden fabricar láseres y componentes electrónicos con arseniuro de galio. 1300 nm: Usos: Transmisiones de media distancia. Característica: Buenas propiedades de atenuación, con pérdidas de menos del 5% por kilómetro. 1550 nm: Usos: Ideal para largas distancias. Característica: Mejores propiedades de atenuación, también con pérdidas menores del 5% por kilómetro. Estos elementos se encargan de conectar las líneas de fibra a un elemento, ya puede ser un transmisor o un receptor. Medios inalámbricos Los medios inalámbricos son sistemas de comunicación no guiados que utilizan radiación de energía electromagnética para transmitir información entre un emisor y un receptor. Configuraciones de Transmisión 1. Direccional: o La energía se concentra en un haz que debe ser alineado entre el emisor y el receptor.  2. Omnidireccional: o La energía se dispersa en todas las direcciones, permitiendo que varias antenas la capten. Tipos de Medios Inalámbricos por Frecuencia 1. Ondas de radio 2. Microondas 3. Infrarrojos 4. Luz visible Microondas Las microondas son ondas electromagnéticas con un rango de frecuencias generalmente entre 300 MHz y 300 GHz, lo que corresponde a longitudes de onda de 1 m a 1 mm. Según algunos estándares, como el IEC 60050 y el IEEE 100, este rango se sitúa entre 1 GHz y 300 GHz (longitudes de onda de 30 cm a 1 mm). Bandas de Frecuencia UHF (Ultra-High Frequency): 0.3–3 GHz SHF (Super-High Frequency): 3–30 GHz EHF (Extremely-High Frequency): 30–300 GHz Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda se denominan ondas milimétricas. Bandas ISM Las bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) son reservadas internacionalmente para uso no comercial de radiofrecuencia. Se utilizan en tecnologías como Wi-Fi (IEEE 802.11) y Bluetooth (IEEE 802.15.1). El uso de estas bandas no requiere licencia, pero debe respetar regulaciones de potencia. Esto implica que las comunicaciones deben ser tolerantes a errores y usar mecanismos de protección contra interferencias. Transmisiones por Satélite Telstar: Fue el primer satélite de comunicaciones artificial, lanzado en julio de 1962. Desde entonces, los satélites de comunicaciones han crecido hasta convertirse en un negocio multimillonario y son un aspecto clave de las telecomunicaciones en el espacio. Tipos de Satélites 1. GEO (Órbita Terrestre Geoestacionaria):  o Orbitan a gran altura y permanecen fijos sobre un punto en la Tierra, lo que los hace ideales para comunicaciones estables. o Estos satélites son cruciales para la transmisión de televisión y servicios de comunicación. 2. MEO (Órbita Terrestre Media): o Se encuentran a altitudes más bajas, entre los dos cinturones de Van Allen. o Tardan aproximadamente seis horas en completar una órbita alrededor de la Tierra. o Un ejemplo notable son los 24 satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), que orbitan a cerca de 18,000 km. 3. LEO (Órbita Terrestre Baja): o Orbitan a altitudes más cercanas a la Tierra. o Debido a su rapidez, se requieren muchos satélites LEO para formar un sistema completo. o Estos satélites permiten una comunicación de baja latencia, con retardos de ida y vuelta de solo unos pocos milisegundos. o Las estaciones terrestres necesitan menos potencia para comunicarse con ellos debido a su proximidad.