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Telecom frecuencias

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Telecom frecuencias

  1. 1. TelecomunicacionesTelecomunicaciones (I) Historia y Conceptos Básicos (II) Aplicaciones Prácticas
  2. 2. Telecomunicaciones (I)Telecomunicaciones (I)  DefiniciónDefinición  Historia de las TelecomunicacionesHistoria de las Telecomunicaciones  El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético  La Opacidad de la AtmósferaLa Opacidad de la Atmósfera  La Región de Ondas de RadioLa Región de Ondas de Radio  Asignación del Espectro ElectromagnéticoAsignación del Espectro Electromagnético a Usuariosa Usuarios  Uso RadioastronómicoUso Radioastronómico  ConclusionesConclusiones
  3. 3. Telecomunicaciones (I)Telecomunicaciones (I) Definición:Definición: La telecomunicación (del prefijo griego tele,La telecomunicación (del prefijo griego tele, "Distancia" o "Lejos","comunicación a"Distancia" o "Lejos","comunicación a distancia") es una técnica consistente endistancia") es una técnica consistente en transmitir un mensaje desde un punto atransmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente con el atributo típicootro, normalmente con el atributo típico adicional de ser bidireccional. El términoadicional de ser bidireccional. El término telecomunicación cubre todas las formas detelecomunicación cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio,comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía, transmisióntelegrafía, televisión, telefonía, transmisión de datos e interconexión de computadoras.de datos e interconexión de computadoras.
  4. 4. Telecomunicaciones (I)Telecomunicaciones (I) Otra definición:Otra definición: La telecomunicación es todaLa telecomunicación es toda transmisión, emisión o recepcióntransmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos,de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos oimágenes, sonidos o informaciones de cualquierinformaciones de cualquier naturaleza por hilo,naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios ópticosradioelectricidad, medios ópticos u otros sistemasu otros sistemas electromagnéticoselectromagnéticos..
  5. 5. Telecomunicaciones (I)Telecomunicaciones (I) Ejemplos de telecomunicaciones:Ejemplos de telecomunicaciones: El teléfono común o bien el celular, lasEl teléfono común o bien el celular, las estaciones de radio y televisión, el internet,estaciones de radio y televisión, el internet, el correo electrónico, la radioastronomía…el correo electrónico, la radioastronomía… Ejemplos de cosas que NO sonEjemplos de cosas que NO son telecomunicaciones:telecomunicaciones: le grito a mi vecino desde mi casa, elle grito a mi vecino desde mi casa, el repartidor de pizzas me trae una a la casa,repartidor de pizzas me trae una a la casa, las palomas mensajeras…las palomas mensajeras…
  6. 6. ¿“Alámbrico” o “Inalámbrico”?¿“Alámbrico” o “Inalámbrico”?  Esta transmisión de ondasEsta transmisión de ondas electromagnéticas puede ocurrir por unelectromagnéticas puede ocurrir por un medio como alambre, cable coaxial, fibramedio como alambre, cable coaxial, fibra óptica, etc. (transmisión “alámbrica”) oóptica, etc. (transmisión “alámbrica”) o bien a través del espacio (transmisiónbien a través del espacio (transmisión “inalámbrica”).“inalámbrica”).  Uno espera que haya más problemasUno espera que haya más problemas legales en la transmisión “inalámbrica”,legales en la transmisión “inalámbrica”, puesto que el espacio, en principio,puesto que el espacio, en principio, pertenece a todos.pertenece a todos.
  7. 7. Lo “Alámbrico” fué primeroLo “Alámbrico” fué primero Samuel Morse (1791-1872) patenta en 1849 el telégrafo.
  8. 8. Lo “Alámbrico” fué primeroLo “Alámbrico” fué primero Alexander Graham-Bell (1847-1922) patenta en 1876 la invención del teléfono. En 1877 crea la Bell Telephone Company para comercializar su invento.
  9. 9. Para lograr una comunicaciónPara lograr una comunicación inalámbrica hacía falta entenderinalámbrica hacía falta entender mejor la ciencia de las ondasmejor la ciencia de las ondas electromagnéticas…electromagnéticas…
  10. 10. Electricidad y MagnetismoElectricidad y Magnetismo Electricidad: producida por electrones en reposo Magnetismo: producido por electrones en movimiento
  11. 11. El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético  Maxwell (1831-Maxwell (1831- 1879) unifica las1879) unifica las fuerzas eléctricafuerzas eléctrica y magnética =>y magnética => el campoel campo electromagnético.electromagnético.
  12. 12. Producción de Ondas de RadioProducción de Ondas de Radio  Hertz (1857-1894)Hertz (1857-1894) produce ondas deproduce ondas de radio y compruebaradio y comprueba que, como la luz, esque, como la luz, es una ondauna onda electromagnética.electromagnética.
  13. 13. ¿Sería esto de alguna utilidad?¿Sería esto de alguna utilidad?  En 1888 en Berlín, Hertz transmitió y detectó porEn 1888 en Berlín, Hertz transmitió y detectó por primera vez ondas de radio.primera vez ondas de radio. Demostró que:Demostró que: 1) Las ondas de radio se mueven a la velocidad de1) Las ondas de radio se mueven a la velocidad de la luz, yla luz, y 2) Era posible lograr que los campos eléctricos y2) Era posible lograr que los campos eléctricos y magnéticos se desprendieran de los alambres ymagnéticos se desprendieran de los alambres y viajaran libremente por el espacio.viajaran libremente por el espacio.  Uno de sus estudiantes le preguntó sobre el usoUno de sus estudiantes le preguntó sobre el uso práctico de su descubrimiento. Hertz contestó:práctico de su descubrimiento. Hertz contestó: “No sirve para nada. Es sólo un experimento que“No sirve para nada. Es sólo un experimento que prueba que Maxwell, el maestro, estaba en loprueba que Maxwell, el maestro, estaba en lo correcto. Simplemente tenemos estas misteriosascorrecto. Simplemente tenemos estas misteriosas ondas electromagnéticas que no podemos ver conondas electromagnéticas que no podemos ver con el ojo. Pero ahí están.“el ojo. Pero ahí están.“
  14. 14. Esta estampilla conmemora como las predicciones de Maxwell fueron comprobadas por Hertz.
  15. 15. El Uso PrácticoEl Uso Práctico  Marconi (1874-Marconi (1874- 1937) transmite1937) transmite y detecta ondasy detecta ondas de radio ade radio a distancias (1.5distancias (1.5 km y luegokm y luego mucho más) quemucho más) que inician el usoinician el uso comercial de lascomercial de las ondas de radio.ondas de radio.
  16. 16. ¿Marconi o Tesla?¿Marconi o Tesla?  Modernamente, seModernamente, se cree que fue elcree que fue el enigmático Teslaenigmático Tesla quien transmitió yquien transmitió y detectó ondas dedetectó ondas de radio a grandesradio a grandes distancias primero.distancias primero. Pero Marconi fuePero Marconi fue quien inició suquien inició su comercialización (creócomercialización (creó la Marconi Company).la Marconi Company).
  17. 17. Tesla fue el primero en patentar dispositivos transmisores y receptores de ondas de radio en 1900. Pero en 1904, por razones comerciales, la Oficina de Patentes de EUA revertió su decisión original y le confirió a Marconi una patente para la invención de la radio.
  18. 18. ¿Marconi o Tesla?¿Marconi o Tesla?  En 1943, la Suprema Corte de Justicia de losEn 1943, la Suprema Corte de Justicia de los EUA, revirtió la decisión de la Oficina de PatentesEUA, revirtió la decisión de la Oficina de Patentes y decidió: “La reputación dey decidió: “La reputación de Marconi como elMarconi como el primero en lograr exitosamente transmisiones deprimero en lograr exitosamente transmisiones de radio se basa en su patente original (No. 11,913),radio se basa en su patente original (No. 11,913), y no cuestionamos esto acá.y no cuestionamos esto acá.  Esta reputación, sin embargo, no lo acredita paraEsta reputación, sin embargo, no lo acredita para patentar cada mejora posterior en el campo de lapatentar cada mejora posterior en el campo de la radio. Los casos de patente deben de decidirse noradio. Los casos de patente deben de decidirse no por la reputación de los litigantes, sino por elpor la reputación de los litigantes, sino por el estudio cuidadoso de las respectivasestudio cuidadoso de las respectivas presentaciones y pruebas”.presentaciones y pruebas”.  En realidad, la situación estaba influenciada por laEn realidad, la situación estaba influenciada por la Segunda Guerra Mundial.Segunda Guerra Mundial.
  19. 19. Nikola Tesla (1856-1943)Nikola Tesla (1856-1943) El verdadero Tesla David Bowie como Tesla en la película “El Truco”
  20. 20. Anatomía de una ondaAnatomía de una onda La Onda eléctrica
  21. 21. Anatomía de una ondaAnatomía de una onda Frecuencia: número de “picos” que pasan por segundo (se da en Hertz)ondadeLongitud luzladeVelocidad Frecuencia =
  22. 22. La frecuencia define al transmisorLa frecuencia define al transmisor Radio AM (amplitud modulada) va de 520 kHz a 1,710 kHz Radio FM (frecuencia modulada) va de 87.5 a 108.0 MHz
  23. 23. Radio AM y Radio FMRadio AM y Radio FM  Una comparación entre estas dos “bandas” nosUna comparación entre estas dos “bandas” nos permite entender muchas cosas.permite entender muchas cosas. ¿Porqué se oye mejor el FM que el AM?¿Porqué se oye mejor el FM que el AM? No sólo la técnica de modulación es superior, sinoNo sólo la técnica de modulación es superior, sino que en FM hay más “ancho de banda” disponible,que en FM hay más “ancho de banda” disponible, 1.19 MHZ en AM versus 20.5 MHz en FM, o sea1.19 MHZ en AM versus 20.5 MHz en FM, o sea FM tiene un ancho total aproximadamente 20FM tiene un ancho total aproximadamente 20 veces mayor que el AM.veces mayor que el AM.  Esto permite darle sólo 10 kHz de ancho deEsto permite darle sólo 10 kHz de ancho de banda a las estaciones de AM, mientras que se lebanda a las estaciones de AM, mientras que se le dan 200 kHz de ancho de banda a las estacionesdan 200 kHz de ancho de banda a las estaciones de FM. A MAYOR ANCHO DE BANDA MASde FM. A MAYOR ANCHO DE BANDA MAS INFORMACION POR SEGUNDO.INFORMACION POR SEGUNDO.
  24. 24. Ancho de BandaAncho de Banda  Uno de los conceptos más fundamentales de lasUno de los conceptos más fundamentales de las telecomunicaciones.telecomunicaciones.  A mayor ancho de banda, mayor cantidad de datos podemosA mayor ancho de banda, mayor cantidad de datos podemos transmitir por segundo.transmitir por segundo. Entonces, ¿porqué se oye mejor el FM que el AM?Entonces, ¿porqué se oye mejor el FM que el AM? Porque las estaciones de AM, con sólo 10 kHz de ancho dePorque las estaciones de AM, con sólo 10 kHz de ancho de banda, no pueden transmitir todas las componentes debanda, no pueden transmitir todas las componentes de frecuencia de la música y tienen que “cortar” las frecuenciasfrecuencia de la música y tienen que “cortar” las frecuencias más altas del rango de audición humana (que va de 15 Hz amás altas del rango de audición humana (que va de 15 Hz a 20 kHz) para que su señal “quepa” en los 10 kHz. En20 kHz) para que su señal “quepa” en los 10 kHz. En contraste, las estaciones de FM no tienen que hacer estecontraste, las estaciones de FM no tienen que hacer este sacrificio (la música se oye “mejor”).sacrificio (la música se oye “mejor”). Obviamente, si queremos transmitir audio más video,Obviamente, si queremos transmitir audio más video, necesitamos un mayor ancho de banda y por esto lasnecesitamos un mayor ancho de banda y por esto las estaciones de TV tienen asignado 6,000 kHz, 30 veces lo queestaciones de TV tienen asignado 6,000 kHz, 30 veces lo que una estación de FM y 600 veces lo que una estación de AM.una estación de FM y 600 veces lo que una estación de AM.
  25. 25. Más sobre Radio AM y Radio FMMás sobre Radio AM y Radio FM Las ondas electromagnéticas de radio AM rebotan en la ionósfera y en la superficie terrestre, llegando muy lejos. En contrasten el radio FM escapa al espacio y sólo se le capta de estaciones locales. En consecuencia, podemos asignarle la misma frecuencia a dos estaciones FM en distintas ciudades porque no se van a interferir.
  26. 26. El Inventor de la Radio FMEl Inventor de la Radio FM  Edwin HowardEdwin Howard Armstrong (1890 –Armstrong (1890 – 1954).1954).  Inventor de varias cosasInventor de varias cosas relevantes (por ejemplo,relevantes (por ejemplo, el circuito regenerativo).el circuito regenerativo).  Desesperado por susDesesperado por sus batallas legales sobrebatallas legales sobre patentes con la RCA, sepatentes con la RCA, se suicidó en 1954,suicidó en 1954, arrojándose del piso 13arrojándose del piso 13 del edificio donde estabadel edificio donde estaba su departamento.su departamento.
  27. 27. Los Armstrong en épocas más felicesLos Armstrong en épocas más felices Edwin y Marion Armstrong con el primer radio “portátil” en 1923, el regalo de bodas de él a ella.
  28. 28. Los Armstrong en épocas más felicesLos Armstrong en épocas más felices  En 1967 laEn 1967 la Suprema CorteSuprema Corte de Justicia dede Justicia de EUA le da laEUA le da la razón a surazón a su viuda, quienviuda, quien quedaqueda millonaria.millonaria. Edwin y Marion Armstrong con el primer radio “portátil” en 1923, el regalo de bodas de él a ella.
  29. 29. En México…En México… Guillermo González Camarena (1917- 1965) patenta en EUA un sistema de televisión a color.
  30. 30. El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético Pero, el espectro electromagnético es mucho más que la región de radio: ¿porqué preferir la región de radio? Rayos γ Rayos X UV Visible Infrarrojo Radio
  31. 31. El Espectro ElectromagnéticoEl Espectro Electromagnético Conforme nos movemos a las altas frecuencias, hay más ancho de banda disponible…
  32. 32. Pero…Pero…  Las ondas de radio son fáciles y baratas deLas ondas de radio son fáciles y baratas de transmitir y recibir.transmitir y recibir.  Las ondas de frecuencia más altas (por ejemplo,Las ondas de frecuencia más altas (por ejemplo, los rayos X) son peligrosas para la vida.los rayos X) son peligrosas para la vida.  En realidad, en la actualidad ya se usan otrasEn realidad, en la actualidad ya se usan otras bandas, como la luz en las fibras ópticas.bandas, como la luz en las fibras ópticas.
  33. 33. Los muchos usos de la ventana de radioLos muchos usos de la ventana de radio La ventana de radio va de 3 MHz (3,000,000 Hertz) a 300 GHz (300,000,000,000 Hertz.
  34. 34. Los muchos usos de la ventana de radioLos muchos usos de la ventana de radio
  35. 35. Los muchos usos de la ventana de radioLos muchos usos de la ventana de radio Algunas regiones del espectro están compartidas por dos o más usuarios.
  36. 36. Los radioastrónomos también son usuarios de las telecomunicaciones…
  37. 37. Trayecto señal: La misma tecnología
  38. 38. Infrarrojo Ultravioleta
  39. 39. Rayos γ Rayos X UV Visible Infrarrojo Radio
  40. 40. ¿Porqué estudiar¿Porqué estudiar astronómicamente todo el espectroastronómicamente todo el espectro electromagnético?electromagnético?  Porqué hay objetos que solo emitenPorqué hay objetos que solo emiten uno de los tipos de onda.uno de los tipos de onda.  Aún los que emiten luz y otro tipo deAún los que emiten luz y otro tipo de onda, se pueden ver muy distintos,onda, se pueden ver muy distintos, por ejemplo, en ondas de radio…por ejemplo, en ondas de radio…
  41. 41. RADIO
  42. 42. VISIBLE
  43. 43. 12123 101 −−−− = HzcmsergJy Karl Jansky c. 1932 Trabajaba para la Companía de Teléfonos Bell
  44. 44. Grote Reber (1911-2002) W9GFZ Primer uso de una parábola para captar ondas de radio
  45. 45. A principios de los 1960´s Arno Penzias y Robert Wilson son contratados por la Companía de Teléfonos Bell para estudiar las telecomunicaciones vía satélite.
  46. 46. Penzias y Wilson descubren accidentalmente la radiación cósmica de fondo, una energía fósil que llena el espacio y que proviene de cuando el Universo era muy joven. Este descubrimiento confirma la teoría de la Gran Explosión y reciben el Premio Nóbel de Física de 1978.
  47. 47. Formación del pulsar binario
  48. 48. ¿No les basta con que les demos¿No les basta con que les demos una sola frecuencia?una sola frecuencia?  No, hayNo, hay distintosdistintos procesos queprocesos que emiten aemiten a frecuenciasfrecuencias específicas yespecíficas y que tienenque tienen que serque ser observados aobservados a dichadicha frecuencia.frecuencia.
  49. 49. ¿No les basta con que les demos¿No les basta con que les demos una sola frecuencia?una sola frecuencia?  Las señalesLas señales naturales quenaturales que captamos soncaptamos son debilísimas (10debilísimas (10-12-12 )) en comparaciónen comparación con las producidascon las producidas por los serespor los seres humanos y suhumanos y su interferencia nosinterferencia nos puede arruinarpuede arruinar una observación.una observación.
  50. 50. Radiotelescopio…Radiotelescopio…  El GranEl Gran TelescopioTelescopio Milimétrico,Milimétrico, propiedadpropiedad del INAOE.del INAOE.
  51. 51. ¿Quién decide la asignación de¿Quién decide la asignación de frecuencias?frecuencias?  La Unión Internacional deLa Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en susTelecomunicaciones (ITU) en sus Congresos Mundiales deCongresos Mundiales de Radiocomunicación (WRC), cada 3 oRadiocomunicación (WRC), cada 3 o 4 años.4 años.  México participa a través de la SCT yMéxico participa a través de la SCT y lleva las preocupaciones de loslleva las preocupaciones de los radioastrónomos mexicanos.radioastrónomos mexicanos.
  52. 52. ¿Y qué fue de la Companía de¿Y qué fue de la Companía de Teléfonos Bell?Teléfonos Bell?  Fundada en 1877 por Graham Bell, elFundada en 1877 por Graham Bell, el inventor del teléfono.inventor del teléfono.  En 1925 crean los Laboratorios Bell, en losEn 1925 crean los Laboratorios Bell, en los que se realizarían las investigaciones deque se realizarían las investigaciones de Jansky (el padre de la radioastronomía) yJansky (el padre de la radioastronomía) y de Penzias y Wilson (descubridores de lade Penzias y Wilson (descubridores de la radiación cósmica de fondo), así como deradiación cósmica de fondo), así como de un total de siete Premios Nóbel.un total de siete Premios Nóbel.  En su apogeo, empleaban a más de unEn su apogeo, empleaban a más de un millón de personas.millón de personas.  Pero…Pero…
  53. 53. ¿Y qué fue de la Compañía de¿Y qué fue de la Compañía de Teléfonos Bell?Teléfonos Bell?  A través del tiempo, se habíanA través del tiempo, se habían convertido en un claro monopolioconvertido en un claro monopolio que controlaba la telefonía y lasque controlaba la telefonía y las telecomunicaciones en EUA.telecomunicaciones en EUA.  En 1984 el Departamento de JusticiaEn 1984 el Departamento de Justicia de EUA desmiembra a la Compañía,de EUA desmiembra a la Compañía, partiéndola en 7 compañíaspartiéndola en 7 compañías pequeñas.pequeñas.

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