Aplicación de las Telecomunicaciones Telecomunicacio nes
Unidad I. Propagación Propagació n y tratamiento de señales
1.2 CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS DE LA LUZ Nuestra Era ha dado origen a los adictos a la información: personas que necesitan estar todo el tiempo en línea. Para estos usuarios móviles no son de utilidad el par trenzado, el cable coaxial ni la fibra óptica. Necesitan obtener datos para sus computadoras laptop, notebook, tablets, smartphone, de reloj de pulsera, pulser a, etc. sin tener que estar atados a la infraestructura de comunicación terrestre. Para estos usuarios, la comunicación inalámbrica es la respuesta.
El espectro electromagnético Cuando los electrones se mueven, crean ondas electromagnéticas que se pueden propagar por el espacio. El físico inglés James Clerk Maxwell predijo estas ondas en 1865 y el físico alemán Heinrich Hertz las observó por primera vez en 1887. El número de oscilaciones por segundo de una onda es su frecuencia (f), y se mide en Hz (en (en honor de Heinrich Hertz). La distancia entre dos máximos (o mínimos) consecutivos se llama longitud de onda y se designa en forma universal mediante la letra griega λ (lambda). Al conectar una antena del tamaño apropiado a un circuito eléctrico, las ondas electromagnéticas se pueden difundir de manera eficiente y un receptor las puede captar a cierta distancia. Toda la comunicación inalámbrica se basa en este principio. En el aire, todas las ondas electromagnéticas viajan a la misma velocidad sin importar cuál sea su frecuencia. Esta velocidad se conoce como velocidad de la luz (c), y es de aproximadamente 3 x 108 m/seg. En el cobre o la fibra, la velocidad baja a casi 2/3 de este valor y se vuelve ligeramente dependiente de la frecuencia. La relación fundamental entre f, λ y c (en el vacío) es : λf = c
Dado que c es una constante, co nstante, si conocemos el valor f podemos encontra r λ y viceversa. Como regla práctica, cuando λ se da en metros y f en MHz, λf ≈ 300. Por ejemplo, las ondas de 100 MHz tienen una longitud aproximada de 3 metros, las ondas de 1000 MHz tienen una longitud de 0.3 metros y las ondas de 0.1 metros tienen una frecuencia de 3 000 MHz. tic o es el conjunto de frecuencias de ondas electromagnéticas El Esp ect ro Elec tro m ag né continuas en el rango de 3Hz a 10 25 Hz comprendidas en todo el espacio o vacío.
En el espectro electromagnético las porciones de radio, microondas, infrarrojo y luz visible del espectro se pueden utilizar para transmitir información mediante la modulación de la amplitud, gam ma serían todavía frecuencia o fase de las ondas. La luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma mejores, debido a sus frecuencias más altas, pero son difíciles de producir y de modular, no se propagan bien entre edificios y son peligrosos para los seres vivos. Las bandas que se listan en la parte inferior de la figura son los nombres oficiales de la ITU IT U (Unión Internacional de Telecomunicaciones) y se basan en las longitudes de onda, por lo que la banda LF va de 1 a 10 km (aproximadamente de 30 a 300 kHz).
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El espectro de frecuencias se subdivide en subsecciones o bandas . Cada banda tiene un nombre y sus límites, y algunas de ellas se subdividen a su vez en diversos tipos de servicios. En los Estados Unidos, las asignaciones de frecuencias para radio propagación en el espacio libre son realizadas por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC). Por ejemplo, la banda de emisión comercial en FM tiene asignadas las frecuencias de 88 MHz a 108 MHz. En México, se encarga el Instituto Federal de Telecom unicaciones (IFT, antes COFETEL). Las designaciones de banda según el Comité consultivo internacional de radio (CCIR) se muestran en la tabla siguiente:
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Los términos LF, MF y HF se refieren a las frecuencias baja, media y alta, respectivamente. Está claro que al asignar los nombres nadie esperaba rebasar los 10 MHz, por lo que las bandas más altas se denominaron después como bandas de muy (VHF), ultra (UHF), súper (SHF), extrema (EHF) y tremendamente (THF) alta frecuencia. Más allá de eso ya no hay nombres, pero podrían sonar bien las designaciones de increíble, asombrosa y prodigiosamente alta frecuencia (IHF, AHF y PHF). Ahora bien, como se mencionó, no todas las ondas electromagnéticas son propicias para usarse como medios de transmisión de los servicios de telecomunicaciones y radiodifusión, de forma que sólo las que se encuentran en determinado rango serán susceptibles de ser empleadas para la prestación de este tipo de servicios. En ese orden de ideas, es en el espectro radioeléctrico el ámbito en el que se desarrollan una buena parte de los servicios de telecomunicaciones, el cual a su vez, está contenido en el espectro electromagnético. ct ric o es el segmento de frecuencias comprendido en el espectro El esp ect ro rad io elé electromagnético, ubicado en el rango de ondas electromagnéticas que van de 3KHz a 3000GHz.
Dicho de otra forma,el espectro radioeléctrico es una porción del espectro electromagnético y es precisamente en esa porción en donde operan las emisoras de radio (AM y FM), las de televisión abierta (por aire) y microondas, de telefonía celular, los sistemas satelitales, los radioaficionados, las comunicaciones vía Internet, los radiomensajes (pagers), las comunicaciones de aeronaves, buques, transporte terrestre, entre otros servicios de telecomunicaciones. El espectro radioeléctrico son ondas electromagnéticas que se utilizan para las telecomunicaciones. Es un recurso natural limitado, propiedad del Estado, que los particulares o el propio Estado pueden explotar, mediante la obtención de una concesión para prestar servicios de telecomunicaciones (telefonía fija y móvil, Internet, radio y televisión restringidos) o radiodifusión. La nueva Ley Federal de Telecomunicaciones y Radiodifusión (Ley) de México lo define como: espacio que permite la propagación, sin guía artificial, de ondas electromagnéticas cuyas bandas de frecuencias se fijan convencionalmente por debajo de los 3,000 Gigahertz (Ghz).
NORMATIVIDAD Las po lític as d el es pec tro elec tro m agn é tic o
Para evitar el caos total, existen acuerdos nacionales e internacionales en cuanto a quién puede usar ciertas frecuencias. Como todos quieren una tasa más alta de transferencia de datos, todos quieren más espectro. 4
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Los gobiernos nacionales asignan el espectro para la radio AM y FM, la televisión y los teléfonos móviles, así como, para las compañías telefónicas, la policía, las comunicaciones marítimas, la navegación, el ejército, el gobierno y muchos otros usuarios competidores. A nivel mundial, una agencia de la ITU-R (WRC) trata de coordinar esta asignación de modo que se puedan fabricar dispositivos que funcionen en varios países. Incluso cuando se haya asignado una parte del espectro para cierto uso, como los teléfonos móviles, se debe determinar qué empresa portadora puede utilizar qué frecuencias. En el pasado se utilizaban tres políticas de asignación. El más viejo se conoce como c o n c u r s o d e mé rito s (beauty contest); donde cada empresa portadora tiene que explicar por qué su propósito es más útil para el interés público. Después, los funcionarios de gobierno deciden cuál de todas esas historias los convence más. El hecho de que un funcionario de gobierno pueda otorgar una propiedad con valor de miles de millones de dólares a su compañía favorita conduce con frecuencia al soborno, la corrupción, el nepotismo y cosas peores. Esta observación condujo a la segunda política: llevar a cabo un sorteo entre las compañías interesadas. El problema con esta idea es que pueden entrar al sorteo empresas que no tengan interés en utilizar el espectro. Por decir, si un restaurante de comida rápida o una cadena de tiendas de zapatos ganan, puede revender el espectro a una portadora para obtener una enorme ganancia sin ningún riesgo. Este proceso ha sido criticado con severidad por muchos, lo cual condujo a la tercera política: subastar el ancho de banda al mejor postor. Cuando el gobierno británico subastó las frecuencias necesarias para los sistemas móviles de tercera generación en el año 2000, esperaba obtener cerca de $4 mil millones. En realidad recibió cerca de $40 mil millones debido a que las empresas portadoras cayeron en la desesperación, muertas de miedo de dejar pasar la oportunidad.
FUENTES: http://www.ift.org.mx/espectro-radioelectrico Espectro radioeléctrico en México: Estudios y Acciones
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