151062242-Fundamentos-de-Redes-Unidad-2-Medios-de-Transmision-UNADM

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Fundamentos de redes 
 
Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Ingeniería en Telemática 1 
 
 
División de Ciencias Exactas, Ingenierías y Tecnológicas 
 
 
 
Cuatrimestre CUATRO 
 
 
Programa de la asignatura: 
Fundamentos de Redes 
Clave 
 
220920415/210920415 
 
 
Octubre de 2011 
 
 
 
 
Fundamentos de redes 
 
Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Ingeniería en Telemática 2 
 
Unidad 2. Medios de transmisión 
 
Presentación de la unidad 
 
Propósitos 
 
Competencia específica 
 
2.1. Características de transmisión 
 
2.1.1. Ancho de banda 
 
2.1.2. Velocidad de transmisión 
 
2.2. Capacidad de un canal 
 
2.2.1. Límite de Nyquist y Teorema de Shannon 
 
2.2.2. Espectro Electromagnético 
 
Evidencia de aprendizaje. 
 
Autorreflexión 
 
Cierre de la unidad 
 
Para saber más… 
 
Fuentes de consulta 
 
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Unidad 2. Medios de Transmisión 
 
Presentación de la unidad 
 
En esta unidad se presentarán las características de los medios de trasmisión, y cuáles 
son los factores que pudiera afectar a la trasmisión de información. Se dará a conocer la 
importancia del ancho de banda en una red, para ofrecer el buen funcionamiento de 
todos los servicios requeridos. Además se explicará el espectro electromagnético, y los 
rangos utilizados para los medios de trasmisión. 
 
Propósitos 
Al finalizar la unidad: 
 
 Conocerás las características de trasmisión. 
 Analizarás la importancia del ancho de banda. 
 Identificarás el ancho de banda de algunos medios de comunicación 
 Identificarás cuales son los factores que afectan al ancho de banda. 
 Distinguirás las velocidades de trasmisión para cada medio de trasmisión. 
 Comprenderás en qué consiste el espectro electromagnético. 
 Podrás distinguir detalles del espectro de frecuencia. 
 Se identificarán los rangos de frecuencia dentro del espectro electromagnético. 
 Se determinarán los tipos de modulación. 
 
 
Competencia específica 
 
Identificar los medios de transmisión de información alámbricos e inalámbricos para 
distinguir su uso a través de sus características y capacidades. 
 
2.1. Características de transmisión 
 
Un canal de comunicación está constituido físicamente por uno o más medios de 
transmisión. Por lo tanto, los parámetros de un canal dependen directamente de las 
características de los medios de transmisión que lo conforman. Existen dos grupos de 
medios de transmisión: guiados y no guiados. Entre los medios guiados se encuentra el 
par trenzado, cable coaxial y la fibra óptica. Entre los medios no guiados se encuentran 
las ondas de radio, microondas, enlaces satelitales, enlaces infrarrojos, entre otros. 
 
El termino enlace directo hace referencia al camino de transmisión entre dos dispositivos 
en el que la señal se propaga directamente del emisor al receptor sin ningún otro 
dispositivo intermedio que no sea un amplificador o repetidor. Estos últimos se usan para 
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incrementar la energía de la señal. Obsérvese que este término se puede aplicar tanto a 
medios guiados como no guiados. 
 
Un medio de transmisión punto a punto proporciona un enlace directo entre los dos únicos 
dispositivos que comparten el medio. En una configuración guiada multipunto, el mismo 
medio es compartido por más de dos dispositivos. 
 
Un medio de transmisión puede ser simplex, half-duplex o full-duplex. En la transmisión 
simplex, las señales se transmiten en una única dirección; siendo una estación la emisora 
y otra la receptora. En half-duplex, ambas estaciones pueden transmitir pero no 
simultáneamente. En el caso de full-duplex, el medio transporta señales en ambos 
sentidos al mismo tiempo. 
 
Las características y calidad de la transmisión están determinadas tanto por el tipo de 
señal, como por las características del medio. En el caso de los medios guiados, el medio 
en sí mismo es lo más importante en la determinación de limitaciones de transmisión 
(Stallings, 2004, p. 102). 
 
 
2.1.1. Ancho de banda 
 
El ancho de banda es la cantidad de información o datos que pueden fluir a través de una 
conexión de red en un período dado. El ancho de banda se indica en bits por segundo 
(bps), kilobits por segundo (Kbps), o megabits por segundo (Mbps). 
 
Unidad de ancho de 
banda 
Abreviatura Equivalencia 
Bits por segundo bps 
1 bps = unidad fundamental del ancho de 
banda 
Kilobits por segundo kbps 1 kbps = 1,000 bps = 10³ bps 
Megabits por segundo Mbps 1 Mbps = 1,000,000 bps = 10⁶ 
Gigabits por segundo Gbps 1 Gbps = 1,000,000,000 bps = 10⁹ 
Terabits por segundo Tbps 1 Tbps = 1,000,000,000,000 bps = 1012 
Unidades de ancho de banda, velocidad de transmisión y capacidad de transferencia útil. 
 
Por lo tanto, el ancho de banda mide la cantidad de información que puede fluir desde un 
lugar hacia otro en un período de tiempo determinado. 
 
Cálculo de ancho de banda 
 
El ancho de banda también es utilizado para las señales analógicas, y se define como el 
rango de frecuencias que permite un canal para transmitir la información, a través de un 
medio de transmisión. Se abrevia como BW (Bandwith) y se mide en ciclos por segundo o 
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hercios (Hz). Cómo se había mencionado anteriormente, el ancho de banda es limitado 
por el medio de trasmisión y sólo permite cierto ancho de banda. 
 
 
 
La cantidad de oscilaciones por segundo de una onda es su frecuencia (f). La distancia 
entre dos máximos (o mínimos) consecutivos se le llama longitud de onda. A mayor 
frecuencia su ancho de banda es mayor. Las señales transportan información binaria, por 
lo que suelen trasmitirse en ondas cuadradas, sin embrago este tipo de ondas no es muy 
sencillo generarlas, por lo que es necesaria descomponerlas en una serie de ondas 
senoidales con diferentes frecuencias. Algunos ejemplos de bandas estrechas son: una 
conexión DSL, microondas, T1, donde cada uno tiene su ancho de banda y su tasa de 
transferencia 
 
 
Representación de una onda cuadrada a partir de una senoidal. 
 
 
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Ejemplo: 
Una señal periódica se descompone en cinco ondas senoidales con frecuencias de 200, 
300, 700 y 900 ¿cuál es su banda ancha? 
 
Respuesta: 
El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia más alta y la frecuencia más baja. 
Por lo tanto: 
 
BW= 900-200=700 Hz. 
 
 
 
 
Importancia del ancho de banda. 
 
Es importante comprender el concepto de ancho de banda, por las siguientes razones: 
1. El ancho de banda está limitado. El ancho de banda puede sufrir variaciones 
que pueden afectar al ancho de banda teórico, independientemente del medio de 
trasmisión que se esté utilizando. Algunas son limitaciones físicas y el tipo de 
tecnología utilizada para enviar los datos a los medios de transmisión. 
 
2. El ancho de banda se puede contratar. El ancho de banda se adquiere con un 
proveedor de servicios, y dependiendo del ancho de banda que se contrate es el 
ancho de banda al que tiene acceso. 
El matemático y fisco francés Jean-
Batiste-Joseph Fourier elaboró una 
trasformación matemática para la 
descomposición periódica en series 
trigonométricas convergentes llamadas 
Series de Fourier. Esta herramienta ha 
sido de gran utilidad en diversas áreas. En 
el campo del tratamiento de señales 
temporales, permite su representación en 
el plano 
frecuencial. (Romero, Barbanacho 
Concejero, Benjumea Mondéjar, & Rivera 
Sabías 
que 
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3. El ancho de bandaimportante para el rendimiento de la red. El ancho de 
banda, la tasa de transferencia en el rendimiento y el diseño de la red son factores 
importantes para el buen funcionamiento de una red. 
 
4. La demanda de ancho de banda aumenta. Las nuevas tecnologías y 
aplicaciones requieren de mayor ancho de banda. Los contenidos que circulan a 
través de la red incluyen videos y audio, por lo tanto requiere mucho ancho de 
ancho de banda. Por lo tanto, al diseñar una red se debe calcular el ancho de 
banda que se va necesitar, para que la red funcione correctamente y actuar en 
función de eso. 
 
A continuación se presentarán dos analogías para facilitar la visualización del ancho de 
banda en una red. 
 
1. El ancho de banda es similar al diámetro de un caño. Una red de tuberías trae 
agua potable a los hogares y las empresas y se lleva las aguas servidas. Esta red 
de agua está compuesta de tuberías de diferentes diámetros. Las principales 
tuberías de agua de una ciudad pueden medir dos metros de diámetro, en tanto 
que la tubería de un grifo de cocina puede medir apenas dos centímetros. El 
ancho de la tubería determina su capacidad de transporte de agua. Por lo tanto, el 
agua es como los datos, y el ancho de la tubería es como el ancho de banda. 
Muchos expertos en networking dicen que necesitan poner tuberías más grandes 
si desean agregar capacidad para transportar información (Cisco Systems, Inc). 
 
 
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2. El ancho de banda también puede compararse con la cantidad de carriles de una 
autopista. Una red de caminos sirve a cada ciudad o pueblo. Las grandes 
autopistas con muchos carriles se conectan a caminos más pequeños con menor 
cantidad de carriles. Estos caminos llevan a otros aún más pequeños y estrechos, 
que eventualmente desembocan en las entradas de las casas y las oficinas. 
Cuando hay poco tráfico en el sistema de autopistas, cada vehículo puede 
moverse con libertad. Al agregar más tráfico, cada vehículo se mueve con menor 
velocidad. Esto es particularmente verdadero en caminos con menor cantidad de 
carriles disponibles para la circulación del tráfico. Eventualmente, a medida que se 
suma tráfico al sistema de autopistas, hasta aquéllas con varios carriles se 
congestionan y vuelven más lentas. Una red de datos se parece mucho al sistema 
de autopistas. Los paquetes de datos son comparables a los automóviles, y el 
ancho de banda es comparable a la cantidad de carriles en una autopista. Cuando 
se piensa en una red de datos en términos de un sistema de autopistas, es fácil 
ver cómo las conexiones con ancho de banda reducido pueden provocar 
congestiones de tráfico en toda la red (Cisco Systems, Inc). 
 
 
Limitaciones del ancho de banda. 
 
El ancho de banda varía dependiendo del tipo de medio de transmisión, del tipo de 
topología de red y de las tecnologías LAN y WAN utilizadas. La información se transmite a 
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través de señales por medio de cables (cobre, par trenzado o coaxial), fibra óptica o 
inalámbricamente. Sin embargo, las condiciones físicas, la tecnología utilizada, la 
cantidad de dispositivos conectados limitan el ancho de banda disponible. El ancho de 
banda real queda determinado por una combinación de los medios físicos y las 
tecnologías seleccionadas para señalizar y detectar señales de red, las tarjetas de 
interfaz de red (NIC) y los demás equipos de red seleccionados. Por lo tanto, el ancho 
de banda no sólo queda determinado por las limitaciones de los medios. 
 
Medio Tipo Categoría 
Ancho de 
banda máximo 
teórico 
Distancia 
máxima 
teórica 
Cable coaxial de 50 
ohmios. 
10Base2 - 10 Mbps 185 m 
Cable coaxial de 50 
ohmios. 
10Base5 - 10 Mbps 500 m 
Cable de par trenzado no 
blindado (UTP). 
10BaseT 
Categoría 1 4 Mbps 
100 m Categoría 3 16 Mbps 
Categoría 5 100 Mbps 
Cable de par trenzado no 
blindado (UTP) 
100BaseTx Categoría 5 100 Mbps 100 m 
Cable de par trenzado no 
blindado de (UTP) 
1000Base-TX Categoría 5 1000 Mbps 100 m 
Fibra óptica 
multimodo(62.5/125µm) 
1000Base-FX - 100 Mbps 2000 m 
Fibra óptica 
multimodo(9/125µm) 
1000Base-LX - 1000 Mbps 5000 m 
 
 
Tasa de transferencia 
 
Recordando el concepto de ancho de banda, como la medida de la cantidad de 
información que puede atravesar por la red en un período dado de tiempo; y la tasa de 
transferencia, que se refiere al ancho de banda real medido en un momento concreto del 
día haciendo uso de rutas para transmitir un conjunto de datos. Como se mencionó 
anteriormente, existen factores que determinan las medidas, y en el caso de la tasa de 
transferencia algunos son: 
 
 PC cliente 
 El servidor 
 Otros usuarios de la red 
 Enrutamiento 
 Topología utilizada para el diseño de la red 
 Tipo de datos 
 Hora 
 El proceso de los servidores 
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Para entender la diferencia entre ancho de banda y tasa de trasferencia, imaginemos una 
red LAN, su ancho de banda es 100 Mbps. Dos ordenadores transfieren un archivo pero 
el rendimiento de los equipos es de 60 Mbps, añadiendo el proceso para encapsular la 
información y los factores anteriormente mencionados. Por lo tanto, la velocidad de los 
datos recibidos por el ordenador de destino debió haber sido, aproximadamente, menos 
de 50 Mbps. Se puede afirmar lo siguiente: 
 
Tasa de trasferencia ≤ Ancho de banda de un medio 
 
Tiempo de Transferencia = tamaño del archivo / ancho de banda 
(T=Tm/AB) 
 
Debe asegurarse de usar las mismas unidades en toda la ecuación. Por ejemplo, si el 
ancho de banda se mide en megabits por segundo (Mbps), el tamaño del archivo debe 
expresarse en megabits (Mb), y no en megabytes (MB). 
 
El administrador de la red debe estar al pendiente de los factores que pueden afectar al 
ancho de banda y la trasferencia de datos; así como de los cambios en el rendimiento de 
la red, para que se realicen los cambios necesarios con el objetivo de aumentar la 
productividad de la red. 
 
2.1.2. Velocidad de transmisión 
 
La velocidad de transmisión es el tiempo que se tarda en enviar un paquete (desde el 
primer bit al último), se mide en bits por segundo. Generalmente, y según el medio 
utilizado, depende de la distancia entre terminales. 
 
Es importante resaltar que la unidad de almacenamiento de información es el byte, que 
equivale a 8 bits, por lo que a una velocidad de transmisión de 8 bps se tarda un segundo 
en transmitir 1 byte. 
 
Par trenzado 
 
Generalmente, los pares trenzados se utilizan para las conexiones al conmutador digital o 
a la PBX digital, con velocidades de 64 kbps. El par trenzado se utiliza también en redes 
de área local dentro de edificios para la conexión de computadoras de escritorio. La 
velocidad típica en esta configuración está en torno a los 10 Mbps. No obstante, 
recientemente se han desarrollado redes de área local con velocidades entre los 
100Mbps y 1Gbps mediante pares trenzados, aunque estas configuraciones están 
bastante limitadas por el número de posibles dispositivos conectados y extensión 
geográfica de la red. Para aplicaciones de larga distancia, el par trenzado se puede 
utilizar a velocidades de 4 Mbps o incluso mayores (Stallings, 2004, p. 105). 
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El par trenzado es mucho menos costoso que cualquier otro medio de transmisión guiado 
(cable coaxial y fibra óptica), y a la vez es sencillo de manejar. Ahora bien, comparado 
con los anteriores está más limitado en términos de velocidad de transmisión y distancia 
máxima (Stallings, 2004, p. 105). 
 
Cable coaxial 
 
El cable coaxial se usa para transmitir tanto señales analógicascomo digitales, tiene una 
respuesta en frecuencias mejor que la del par trenzado, permitiendo por tanto mayores 
frecuencias y velocidades de transmisión. Por construcción el cable coaxial es mucho 
menos susceptible que el par trenzado tanto a interferencias como a diafonía. Sus 
principales limitaciones son la atenuación, el ruido térmico, y el ruido de intermodulación. 
Este último aparece sólo cuando se usan simultáneamente sobre el mismo cable varios 
canales (FDM) o bandas de frecuencias (Stallings, 2004, p. 108). 
 
Para la transmisión de señales analógicas a larga distancia, se necesitan amplificadores 
separados entre sí a distancias de pocos kilómetros, estando más alejados cuanto mayor 
sea la frecuencia de trabajo. El espectro de la señalización analógica se extiende hasta 
aproximadamente 500 MHz. Para la señalización digital, en cambio, se necesita un 
repetidor aproximadamente cada kilometro, e incluso menos, cuanto mayor sea la 
velocidad de transmisión (Stallings, 2004, p. 108). 
 
El cable coaxial más usado en aplicaciones LAN es el lOBase5 y el lOBase2. 
Cable Características 
10-BASE-5 
Cable coaxial grueso (Ethernet grueso). 
Velocidad de transmisión: 10 Mbps. 
Segmentos: máximo de 500 metros. 
10-BASE-2 
Cable coaxial fino (Ethernet fino). 
Velocidad de transmisión: 10 Mbps. 
Segmentos: máximo de 185 metros. 
 
Fibra óptica 
 
Una de las aplicaciones más importantes de la fibra óptica está en las redes de área 
local. Se han desarrollado estándares y productos para redes de fibra óptica con 
capacidades que van desde 100 Mbps hasta 1Gbps y a su vez permiten cientos, incluso 
miles de estaciones en grandes edificios de oficinas. 
 
Las ventajas de la fibra óptica respecto del par trenzado o del cable coaxial serán cada 
vez más convincentes conforme la demanda de información multimedia vaya 
aumentando (voz, datos, imágenes y video). 
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Microondas Terrestres 
 
El rango de las microondas cubre un parte sustancial del espectro electromagnético. La 
banda de frecuencias está comprendida entre 2 y 40 GHz. Cuanto mayor sea la 
frecuencia utilizada, mayor es el ancho de banda potencial, y por tanto, mayor es la 
posible velocidad de transmisión. En la tabla se indican diversos valores de velocidad de 
transmisión de datos para algunos sistemas típicos. 
 
 
Banda (GHz) 
Velocidad de transmisión 
(Mbps) 
2 12 
6 90 
11 135 
18 274 
 
Las bandas más usuales en la transmisión a larga distancia se sitúan entre 4GHz y 
6GHz. Debido a la creciente congestión que están sufriendo estas bandas, la banda de 
11 GHz se está empezando a utilizar. La banda de 12 GHz se usa para proporcionar la 
señal de TV a las cabeceras de distribución de TV por cable, en las que para llegar al 
abonado se utiliza el cable coaxial. Finalmente, cabe citar que las microondas de altas 
frecuencias se están utilizando para enlaces cortos punto a punto entre edificios. Para tal 
fin, se usa generalmente la banda de 22 GHz. Las bandas de frecuencias superiores son 
menos útiles para distancias más largas debido a que cada vez la atenuación es mayor. 
Ahora bien, son bastante adecuadas para distancias más cortas. A frecuencias 
superiores, las antenas son más pequeñas y más baratas. 
 
Microondas por satélite 
 
El rango de frecuencias óptimo para la transmisión vía satélite está en el intervalo 
comprendido entre 1 y 10 GHz. Por debajo de 1 GHz, el ruido producido por causas 
naturales es apreciable, incluyendo el ruido galáctico, solar, atmosférico y el producido 
por interferencias con otros dispositivos electrónicos. Por encima de los 10 GHz, la señal 
se ve severamente afectada por la absorción atmosférica y por las precipitaciones. 
La mayoría de los satélites que proporciona servicio de enlace punto a punto operan en 
el intervalo entre 5,925 y 6,425 GHz para la transmisión desde las estaciones terrestres 
hacia el satélite (canal ascendente) y entre 3,7 y 4,2 para la transmisión desde el satélite 
hasta la tierra (canal descendente). Esta combinación se conoce como banda 4/6 GHz. 
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Nótese que las frecuencias ascendentes son diferentes de las descendentes. En una 
transmisión continua y sin interferencias, el satélite no podrá transmitir y recibir en el 
mismo rango de frecuencias. Así pues, las señales que se reciben desde las estaciones 
terrestres en una frecuencia dada se deberán devolver en otra distinta (Stallings, 2004, 
p. 117-118). 
 
La banda 4/6 GHz está dentro de la zona óptima de frecuencias (de 1 a 10 GHz), ahora 
bien su utilización exhaustiva ha llegado a la saturación. Debido a posibles interferencias 
(por ejemplo, con microondas terrestres operando en ese mismo rango), las restantes 
frecuencias del intervalo óptimo no se pueden utilizar. Por tanto, se han desarrollado 
otras bandas alternativas como es la 12/24 GHz (el canal ascendente está situado entre 
14 y 14,5 GHz, y la banda descendente está entre 11,7 a 14,2 GHz). En esta banda 
aparecen problemas de atenuación que se deben solventar. No obstante, se pueden usar 
receptores terrestres más baratos y de dimensiones más reducidas. Se ha diagnosticado 
que esta banda también se saturará, por lo que se está proyectando la utilización de la 
banda 19/29 GHz (en lace ascendente: desde 27,5 a 31 GHz; enlace descendente: de 
17,7 a 21,2 GHz). En esta banda la atenuación es inclusión superior, por el contrario 
proporcionará un ancho de banda mayor (2500 MHz comparados con los 500 MHz 
anteriores), a la vez por los receptores pueden ser todavía más pequeños y económicos. 
 
Merecen comentarse algunas propiedades peculiares de las comunicaciones vía satélite. 
En primer lugar, debido a las grandes distancias involucradas, hay un retardo de 
propagación aproximado del orden de un cuarto de segundo para la transmisión desde 
una estación terrestre hasta otra pasando por el satélite. Este retardo es apreciable si se 
trata de una conversación telefónica ordinaria. Pero además, estos retrasos introducen 
problemas adicionales a la hora de controlar los errores y el flujo en la transmisión. En 
segundo lugar, los satélites con microondas son intrínsecamente un medio „para 
aplicaciones multidestino. Varias estaciones pueden transmitir hacia el satélite, e 
igualmente varias estaciones pueden recibir la señal transmitida por el satélite. 
 
Actividad 1. Características de trasmisión 
 
Para realizar esta actividad, deberás ingresar a la actividad que se encuentra en el aula, 
dentro de la pestaña de esta unidad, y realizar lo que ahí se te solicita. 
 
2.2. Capacidad de un canal 
 
Se denomina capacidad del canal a la velocidad con la que se pueden transmitir los datos 
en un canal o ruta de comunicación de datos (Stallings, 2000). 
 
Existen varios conceptos relacionados con la capacidad de un canal, que son: 
 
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 La velocidad de transmisión de los datos: velocidad expresada en bits por segundo 
 a la que es posible transmitir los datos. 
 El ancho de banda: está limitado por la naturaleza del medio de transmisión y el 
transmisor. Se mide en ciclos por segundo o hertzios (Hz). 
 La tasa de errores: tasa a la que ocurren errores. Cuando se recibe un “1” 
habiendo transmitido un “0” o viceversa, se considera que ha ocurrido un error. 
 El ruido: nivel de ruido a través del medio de transmisión. 
 
Generalmente los servicios de comunicación son muy costosos, mientras mayor es el 
ancho de banda requerido, mayor es su costo; por lo que es deseable hacer un uso 
eficiente, en la medida de lo posible, del ancho de banda disponible. Es decir, que para un 
ancho de banda dado sería conveniente incrementarla mayor velocidad de datos en la 
medida de lo posible, sin superar la tasa de errores permitida. El principal inconveniente 
para conseguir este propósito es el ruido. 
 
 
2.2.1. Límite de Nyquist y Teorema de Shannon 
 
Límite de Nyquist 
 
En un canal exento de ruido la limitación en la velocidad de los datos está impuesta sólo 
por el ancho de banda de la señal. Nyquist formalizó esta limitación, afirmando que la 
velocidad de transmisión de la señal es , entonces una señal con frecuencias no 
superiores a es suficiente para transportar esta velocidad de transmisión de la señal. Y 
viceversa: dado un ancho de banda , la velocidad mayor de transmisión de la señal que 
se puede conseguir es (Stallings, 2000). 
 
Por ejemplo, en un canal de voz que se utiliza mediante un módem para transmitir datos 
digitales con un ancho de banda de 3.100 Hz. La capacidad, del canal es 
 
 . 
No obstante, se pueden usar señales con más de dos niveles, es decir, cada elemento de 
señal puede representar a más de dos bits. La formulación de Nyquist para el caso de 
señales multinivel es 
 
donde es el número de señales discretas o niveles de tensión (Tanenbaum, 1997). 
Por lo tanto, para un ancho de banda, la velocidad de transmisión de los datos puede 
aumentar si se considera un número mayor de señales diferentes. Sin embargo, el 
receptor deberá distinguir una de entre posibles señales, lo que supone una dificultad 
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mayor. Es importante mencionar que el ruido y otras dificultades en la línea de 
transmisión limitarán el valor de . 
 
Teorema de Shannon 
 
La fórmula desarrollada por Claude Shannon relaciona la velocidad de transmisión, la tasa 
de errores y el ruido a partir de la consideración de que la presencia del ruido puede 
modificar uno o más bits mientras mayor sea la velocidad a la que se transmiten dichos 
bits. Es decir, dado un nivel de ruido, cuanto mayor es la velocidad de transmisión, mayor 
es la tasa de errores. 
 
Un parámetro fundamental para la comprensión de este teorema es la relación señal-ruido 
 , que se define como el cociente entre la potencia de la señal y la potencia del ruido 
presente en un punto determinado en el medio de transmisión (Stallings, 2000). 
 
 
 
 
 
Esta expresión, muestra cuánto excede la señal al nivel de ruido. Un alto representa 
una señal de alta calidad y la necesidad de un reducido número de repetidores. 
Generalmente, el está dado en decibelios y se mide en el receptor, debido a 
que es en el receptor donde se procesa la señal y se elimina el ruido. 
 
Shannon estableció que la capacidad máxima del canal (máximo límite teórico), en bits 
por segundo, está dada por la ecuación 
 
 
 
Donde es la capacidad del canal en bits por segundo y es el ancho de banda 
del canal en hertzios (Stallings, 2000). 
 
La capacidad tal como se calcula en la fórmula anterior se denomina capacidad libre de 
errores. Shannon probó que si la tasa de información real en el canal es menor que la 
capacidad libre de errores, entonces es posible teóricamente usar una codificación de la 
señal que consiga una transmisión exenta de errores a través del canal. 
 
Ejemplo 
 
Supóngase que el espectro de un canal está situado entre y y que la 
es de . En este caso 
 
 
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Usando la fórmula de Shannon se tiene que 
 
 
El resultado anterior es el límite teórico que se puede alcanzar. Según la fórmula de 
Nyquist, ¿cuántos niveles de señalización se necesitarán? Se tiene que 
 
 
 
 
 
Actividad 2. Capacidad de un canal 
 
Ingresa a la actividad en el Aula y realiza lo que ahí se te indica. 
 
2.2.2. Espectro Electromagnético 
 
El Espectro Electromagnético es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas 
posibles. El espectro electromagnético de un objeto es la distribución característica de la 
radiación electromagnética de ese objeto (W.Stallings). 
 
En la siguiente imagen se muestra el espectro electromagnético, así como la frecuencia 
en la que operan diferentes técnicas de transmisión sobre medios guiados y no guiados. 
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Diagrama del espectro electromagnético (Glover & Grant, 1998). 
 
En los medios de transmisión guiados, la capacidad de transmisión, en términos de 
velocidad o ancho de banda, depende drásticamente de la distancia y del medio (si se usa 
para un enlace punto a punto o multipunto). A continuación se indican las características 
de los medios guiados más comunes para aplicaciones punto a punto de larga distancia. 
 
Medio de 
Transmisión 
Rango de 
frecuencias 
Atenuación típica 
Retardo 
Típico 
Separación 
entre 
repetidores 
Par trenzado (con 
carga) 
0 para 3,5 kHz 0,2 dB/km @ 1 kHz 50 s/Km 2km 
Pares trenzados 
(Múltiples cables) 
0 para 1MHz 3dB/km @ 1kHz 5 /Km 2km 
Cable coaxial 0 para 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz 4 /km 1 para 9 km 
Fibra óptica 180 para 370 THz 0,2 para 0,5 dB/km 5 /km 40 Km 
Tabla de características de transmisión de medios guiados punto a punto (Glover y Grant, 1998). 
 
En medios no guiados, tanto la transmisión como la recepción se llevan a cabo mediante 
antenas. En la transmisión, la antena radia energía electromagnética en el medio 
(normalmente el aire), y en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del 
medio que la rodea. A continuación se resumen las características de transmisión en 
medios no guiados. 
 
Fundamentos de redes 
 
Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Ingeniería en Telemática 18 
 
Banda de 
Frecuencia 
Nombre 
Datos analógicos Datos digitales 
Aplicaciones 
principales Modulación 
Ancho 
de 
banda 
Modulación 
Velocidad de 
transmisión 
30-300 kHz 
LF (frecuencia 
baja) 
Normalmente no se 
usa 
ASK,FSK,MS
K 
0,1 a 100 bps Navegación 
300-3000 kHz 
MF (frecuencia 
media) 
AM 4 kHz 
ASK,FSK,MS
K 
10 a 1,000 
bps 
Radio 
AM comercial 
3-30 MHz 
HF (frecuencia 
alta) 
AM,SSB 4 kHz 
ASK,FSK,MS
K 
10 a 3000 
bps 
Radio de onda 
corta 
30-300 MHz 
VHF(frecuencia 
muy alta) 
AM,SSB;FM 
5 kHz 
para 5 
MHz 
FSK,PSK 100 kbps 
Televisión 
VHF, 
Radio FM 
comercial 
300-3000 MHz 
UHF (frecuencia 
ultra alta) 
FM,SSB 20 MHz PSK 10 Mbps 
Televisión 
VHF, 
microondas 
terrestres 
3-30 GHz 
SHF (frecuencia 
súper alta) 
FM 
500 
MHz 
PSK 100 Mbps 
Microondas 
terrestres, 
Microondas 
por satélite 
30-300 GHz 
EHF 
(frecuencia 
extremadament
e alta) 
FM 1 GHz PSK 750 Mbps 
Enlaces punto 
a punto 
cercanos 
experimentale
s 
Tabla de características de transmisión de medios no guiados (Glover & Grant, 1998). 
 
 
Otro rango de frecuencias importante, para las aplicaciones de cobertura local, es la zona 
de infrarrojos del espectro definida aproximadamente por el rango de frecuencias 
comprendido entre los 3x1011 hasta los 2x1014 Hz. Los infrarrojos son útiles para las 
conexiones locales punto a punto así como para las aplicaciones multipunto. 
 
 
Actividad 3. ¿Qué es la modulación y dónde se utiliza? 
 
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Esta actividad pretende qué pongas en práctica lo aprendido acerca de la modulación, 
para conocer las indicaciones de su realización, ingresa al aula. 
 
 
Evidencia de aprendizaje. Medios de transmisión 
 
Ha llegado el momento de realizar la Evidencia de aprendizaje, la cual tienecomo 
finalidad: 
 
1. Identificar el ancho de banda de algunos medios de comunicación. 
2. Distinguir detalles del espectro de frecuencia. 
3. Identificar los rangos de frecuencia dentro del espectro electromagnético. 
4. Determinar los tipos de modulación. 
 
 
 
Autorreflexión 
 
No olvides ingresar al Foro de Preguntas de autorreflexión, dónde tu Facilitador(a) te 
proporcionará las líneas de reflexión del aprendizaje correspondiente a la unidad 1. 
 
Una vez que reflexionaste sobre tu aprendizaje, debes entregar tu reporte en la 
herramienta de Autorreflexiones, recuerda subir tu archivo después de asegurarte de éste 
sea la versión final. 
 
Es importante que entregues solo un archivo por unidad, para que sea considerada la 
entrega y obtener el 10% correspondiente. 
 
Cierre de la unidad 
 
Ahora has adquirido los conocimientos para identificar los medios de transmisión de 
información alámbricos e inalámbricos, para distinguir su uso a través de sus 
características y capacidades 
 
Para saber más… 
 
La espectroscopia surgió con el estudio de la interacción entre la radiación y la materia 
como función de la longitud de onda (λ). Con la finalidad de enriquecer este tema te 
presentamos el siguiente vínculo 
http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico 
 
 
 
 
Fundamentos de redes 
 
Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Ingeniería en Telemática 20 
 
Fuentes de consulta 
 
 
Bibliografía básica 
 
 Bernardo, F. (2005). El espectro electromagnético y sus aplicaciones. Venezuela: 
Escuela Venezolana para la Enseñanza de la Química. 
 Cisco Systems, Inc. (2007). Aspectos Básicos de Networking. CNNA Exploration 
v4.0. 
 Cisco Systems, Inc. (s.f.). Conceptos Básicos de Networking. CNNA 1 v3.1. 
 Glover,I., & Grant, P. (1998). Digital Communications. Upper Saddle River, NJ: 
Prentice Hall. 
 Romero, T. C., Barbanacho Concejero, J., Benjumea Mondéjar, J., & Rivera 
Romero, O. (2010). Redes Locales. Paranifo 
 Stallings, W. (2004). Comunicaciones y Redes de Computadores. Madrid: Pearson 
Education. 
 Tanenbaum, A. (2006). Redes de ordenadores. Prentice Hall. 
 
Bibliografía complementaria 
 
 Barcelo, O.J. M., Íñigo, G. J., Abella, F. J., Corral, T. G., Peig, O. E. (2009). 
Estructura de redes de computadores. Catalunya. Editorial UOC. 
 Herrera, P. E. (2003). Tecnologías y redes de transmisión de datos. México. 
Editorial Limusa. 
 Tomas, W. (2003). Sistemas de comunicaciones electrónicas. México. Editorial 
Pearson Educación.