En este espacio tratamos de forma general de dar a conocer por medio de esta vía los temas relacionados con las Redes en el campo de la Telecomunicaciones...tratar su introduccion y llevar a uno retroalimentacion!
Para
responder a estas preguntas vamos hacer una breve introducción con un ejemplo de la vida cotidiana:
Imaginaos
que un turista o cualquier extranjero llegan a una ciudad o un país por primera vez, hay varios lugares que
desea visitar, pero al desconocer, no se
vale de sí mismo, pues recurre a una guía turística (o de cualquier
habitante que conozca la ciudad como la
palma de su mano. Con la ayuda del guía el
turista podrá llegar a sus destinos e indicándole los caminos más cortos
de llegada, en caso de congestionamiento
de las vías, optaría por las alternas, tal vez largas pero libre de
congestionamiento, y también tendría en cuenta si van en un taxi privado o en una transporte público
a fin de hacer el paseo lo más económico
posible, dependiendo de la disponibilidad del turista. Pues en la Red el router
hace un trabajo similar al del guía o habitante mencionado anteriormente.
Cuando
desde tu computadora envías un mensaje, un protocolo de comunicación la empaqueta
y la etiqueta escribiéndola como la dirección del remitente, destinatario, tipo
de paquete, entre otros. El paquete es lanzado en la red donde circulan mucho otros
paquetes. El router se encarga de controlar y ordenar el tráfico de dicha red;
lee las direcciones (remitente, destinatario, dirección de red, etc) de cada paquete
y lo envía a través del camino más eficiente posible al destino apropiado,
teniendo en cuenta factores como líneas más rápidas, líneas más baratas, líneas
menos saturadas.
Permiten
interconectar tanto redes de área local como redes de área extensa.
Proporcionan
un control del tráfico y funciones de filtrado a nivel de red, es decir,
trabajan con direcciones de nivel de red, como por ejemplo, con direcciones IP.
Los
routers son más ``inteligentes'' que los switches, pues operan a un nivel mayor
lo que los hace ser capaces de procesar una mayor cantidad de información. Esta
mayor inteligencia sin embargo, requiere
más procesador, lo que también los hará más caros. A diferencia de los switches
y bridges, que sólo leen la dirección MAC, los routers analizan la información
contenida en un paquete de red leyendo la dirección de red.
En
conclusión, el router es como el cerebro de la red, sin él no habría garantía de
que cuando envíes un mensaje llegue al destinatario asignado, a demás la red estaría
siempre saturada, en fin seria un caos.
Acá les dejo algunos Videos Educativos Relacionados con el Tema ... SALUDOS!!
Una guía de onda es cualquier estructura
física que guía ondas
electromagnéticas. El
medio dieléctrico en el que esta propagación se produce está limitado, ya sea
por u material conductor (microondas y radiofrecuencia) o por otro dieléctrico
(para frecuencias ópticas).
La primera guía
de onda fue propuesta por Joseph John Thomson en 1893 y experimentalmente verificada por O. J. Lodge en 1894. El análisis matemático de los modos de propagación de un
cilindro metálico hueco fue realizado por primera vez por Lord Rayleigh en 1897.
Dado que la energía se transporta por
ondas electromagnéticas, las características de las guías de onda tales como
impedancia, potencia y atenuación se expresan tales como campos eléctricos y
magnéticos característicos.
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, son
imprácticos para aplicaciones en HF(alta frecuencia) o de bajo consumo de potencia,
especialmente en el caso de las señales cuyas longitudes de onda son del orden de centímetros,
esto es, microondas.
La transmisión
de señales por guías de onda
reduce la disipación de energía, es por ello que se utilizan en las frecuencias denominadas de microondas con el mismo propósito que las líneas de transmisión en frecuencias más bajas, ya que se presentan
poca atenuación para el manejo de señales de
alta frecuencia.
Este nombre,
se utiliza para designar los tubos de un material de sección rectangular, circular o elíptica, en los cuales la energía
electromagnética ha de
ser conducida principalmente a lo largo de la guía y limitada en sus fronteras.
Las paredes conductoras del tubo confinan la onda al interior por reflexión,
debido a la ley de
Snell en la
superficie, donde el tubo puede estar vacío o relleno con un dieléctrico. El dieléctrico le da soporte mecánico al tubo
(las paredes pueden ser delgadas), pero reduce la velocidad
de propagación.
En las guías, los campos eléctricos y los campos magnéticos están confinados en el espacio
que se encuentra en su interior, de este modo no hay pérdidas de potencia por
radiación y las pérdidas en el dieléctrico son muy bajas debido a que
suele ser aire. Este sistema evita que existan interferencias en el campo por otros objetos,
al contrario de lo que ocurría en los sistemas de
transmisión abiertos.
La guía de onda
se puede visualizar de manera simplificada en la figura a continuación,
suponiendo que está formada por dos
láminas conductoras y que el transporte
de la energía se lleva a cabo mediante reflexiones continuas y no por medio de
corrientes superficiales como en el caso de las líneas de transmisión.
La guía está diseñada fundamentalmente para operar de un solo modo de propagación, con el ancho de banda requerido, atenuando los demás modos de orden superior
Basamento
Las guías de onda se basan en el
confinamiento de la luz, efecto que se logra mediante el uso
de dos medios con índice de refracción diferente. El medio con índice de
refracción menor
(núcleo) se embebe en el medio con índice de refracción mayor (revestimiento o cubierta);
la luz queda confinada en el medio el núcleo debido a reflexión total interna.
La geometría
de las guías de onda puede ser plana (slab, strip) o cilindrica, siendo esta
última la más utilizada (fibras
ópticas).
Dependiendo de
la frecuencia, se pueden construir con materiales conductores o dieléctricos. Generalmente, cuanto más baja
es la frecuencia, mayor es la guía de onda. Por ejemplo, el espacio entre la
superficie terrestre y la ionosfera, la atmósfera, actúa como una guía de onda.
Las dimensiones limitadas de la Tierra provocan que esta guía de onda actúe
como cavidad
resonante para las ondas
electromagnéticas en
la banda ELF.
Las guías de
onda también pueden tener dimensiones de pocos centímetros. Un ejemplo puede ser aquellas
utilizadas por los satélites de EHF y por los radares.
Tipos de Guías de
Onda
Existen muchos tipos de guías de onda, presentándoles aquí
las más importantes:
·Guíade onda rectangular (circular, elíptica): Son aquellas cuya sección
transversal es rectangular.
·Guía
de onda de haz: Guía de Onda constituida por una
sucesión de lentes o espejos, capaz de guiar una onda electromagnética.
·Guía
de onda tabicada:
Formada por dos cilindros metálicos coaxiales unidos en toda su longitud por un
tabique radial metálico.
·Guía
de onda acanalada,
guiada en V; guiada en H: Guíade onda rectangular
que incluye resaltes conductores interiores a lo largo de una de cada una de
las paredes de mayor dimensión.
·Guía
de onda carga periódicamente:
Guía de onda en las que la propagación viene determinada por las
variaciones regularmente espaciadas de las propiedades del medio, de las
dimensiones del medio o de las superficie de contorno.
·Guía
de onda dieléctrica:
Formada íntegramente por uno o varios materiales dieléctricos, sin ninguna pared conductora
Análisis
Las guías de onda
electromagnéticas se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones tienen
soluciones múltiples, o modos,
que son los autofunciones del sistema de ecuaciones. Cada modo es pues
caracterizado por un autovalor, que corresponde a la velocidad
de propagación axial de la onda en la guía.
Los modos de
propagación dependen de la longitud de onda, de la polarización y de las dimensiones de la
guía. El modo
longitudinal de una
guía de onda es un tipo particular de onda estacionaria formado por ondas confinadas en
la cavidad. 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.
En guías de onda
rectangulares el modo
fundamental es el TE1,0
y en guías de onda circulares es el TE1,1.
El ancho de banda de una guía de onda viene
limitado por la aparición de modos superiores. En una guía rectangular, sería
el TE0,1. Para aumentar dicho ancho de banda se utilizan otros tipos
de guía, como la llamada "Double Ridge", con sección en forma
de "H".
Desarrollo matemático
Suponiendo una
guía en la dirección z, siendo una onda monocromática (único ω y constante) el
campo que se propaga en el interior en la dirección de la guía será de la
forma:
Suponiendo que
en el interior no hay cargas ni corrientes libres las ecuaciones de Maxwell tomarán la forma:
Y la ecuación de ondas aplicando la
definición de los campos (el campo magnético tendría una forma análoga):
Descomponiendo el campo en componente longitudinal y
transversal:
Se puede separar de la ecuación de Helmholtz la componenete
longitudinal obteniendo:
La función Ez
o Bz que cumple unas ciertas condiciones de contorno
impuestas por el tipo de guía se denomina potencial de Debye.
Modos TE y TM
Se tratará el
caso de un modo TE, para el caso del modo TM tan solo hay que intercambiar en
las expresiones el campo eléctrico y magnético. En un modo TE se tiene que:
También se tiene que:
de modo que:
El campo B longitudinal será la
solución de la ecuación de Helmholtz y el campo transversal puede
obtenerse a partir de la anterior expresión. El campo eléctrico vendrá dado por las ecuaciones de Maxwell. Dependiendo de la naturaleza
de la guía, Bz o Ez (cuyo desarrollo sería
idéntico) han de cumplir unas ciertas condiciones de contorno.
Aplicaciones de las Guías
Las guías de
onda son muy adecuadas para transmitir señales debido a su baja pérdida. Por
ello, se usan en microondas, a pesar de su ancho de banda limitado y volumen,
mayor que el de líneas impresas o coaxiales para la misma frecuencia.
También se realizan distintos dispositivos en guías de onda,
como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros.
Su construcción es
de material metálico por lo que no se puede decir que sea un cable. Las
aplicaciones típicas de este medio es en las centrales telefónicas para
bajar/subir señales provenientes de antenas de satélite o estaciones terrenas
de microondas.
No todas las
guias de onda son duras, también existen guías de onda más flexibles, existe un
tipo de guía de onda que fabrica una compañía que se llama ANDREW, y a este
tipo de guía de onda flexible se le conoce como Heliax.
Actualmente,
son especialmente importantes, y lo serán más en el futuro, las guías de onda
dieléctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja,
habitualmente llamadas fibra óptica, útiles para transportar
información de banda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de
microondas en las redes telefónicas y, en general, las redes de datos.
A continuación se muestran algunos tipos de guías de onda
ACÁ LES DEJO ALGUNOS VÍDEOS EDUCATIVOS RELACIONADOS CON EL TEMA :)