TECNOLOGIA INALAMBRICA


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Tecnología Inalambrica

 La tecnología inalámbrica hace posible la capacidad de comunicarse entre dos o más entidades separadas a una distancia e incluso en movimiento, sin el uso de cables de ningún tipo ni otros medios físicos. Tenemos dentro de esta tecnología las comunicaciones que utilizan radiofrecuencia (RF), las que utilizan ondas infrarrojas (IR), microondas e incluso la luz, como luego veremos.

tecnologia inalambrica

 Inalámbrico es un término que describe numerosas tecnologías de comunicación que dependen de una señal inalámbrica para enviar datos en lugar de usar un medio físico (a menudo, un cable). En la transmisión inalámbrica, el medio utilizado es el aire, a través de ondas electromagnéticas, normalmente de radio y de microondas. El término comunicación aquí no solo significa comunicación entre personas sino también entre dispositivos y otras tecnologías.

 De forma muy simple, luego veremos más detalladamente el funcionamiento, la tecnología inalámbrica consta de un emisor de las ondas electromagnéticas que transmiten la información codificada y un receptor que recoge la información de esas ondas, la descodifica y recibe la información. Las ondas viajan del emisor al receptor por el aire, sin necesidad de un medio físico.

Ventajas de la comunicación inalámbrica

- Cualquier dato o información puede ser transmitido más rápido y con alta velocidad.

- El mantenimiento y la instalación es menos costoso para estas redes.

- Se puede acceder a Internet desde cualquier lugar de forma inalámbrica.

- Es muy útil para los trabajadores, los médicos que trabajan en áreas remotas, ya que pueden estar en contacto con los centros médicos.

Desventajas de la comunicación inalámbrica

- Una persona no autorizada puede capturar fácilmente las señales inalámbricas que se propagan por el aire.

- Es muy importante proteger la red inalámbrica para que la información no pueda ser utilizada por usuarios no autorizados.

Un Poco de Historia

 Para llegar a la transmisión inalámbrica tenemos que pasar indiscutiblemente por la transmisión por cable, así, Samuel FB Morse estableció el primer servicio de telégrafo con cable comercial en 1832, pero el nacimiento de la tecnología inalámbrica comenzó con el descubrimiento de las ondas electromagnéticas por Heinrich Hertz en el siglo XIX (19).

 Hertz hizo la primera transmisión sin cable en el año 1.888 a través de ondas electromagnéticas entre dos puntos situados a muy poca distancia, descubriendo que las ondas electromagnéticas eran capaces de transmitir información de un sitio a otro por el aire, sin necesidad de utilizar cables como hacia Morse.

 A finales de 1890, Guglielmo Marconi estableció las primeras comunicaciones de radiofrecuencia (RF) comerciales con el telégrafo inalámbrico a 1Km de distancia, 50 años después de que Morse hiciera su primera transmisión por cable.La transmisión de Marconi se considera la primera transmisión de información inalámbrica real, aunque hay algunos científicos que piensan que fue la radio de Nikola Tesla.

 La tecnología inalámbrica siempre ha estado precedida por la tecnología cableada y generalmente es más costosa, pero ha proporcionado la ventaja adicional de la movilidad, permitiendo que el usuario reciba y transmita información mientras está en movimiento.

 Otro impulso importante de la tecnología inalámbrica ha sido en el área de las comunicaciones de radiodifusión, como la radio, la televisión y el satélite de transmisión directa. Un solo transmisor inalámbrico puede enviar señales a varios cientos de miles de receptores siempre y cuando todos reciban la misma información.

 Hoy en día, la tecnología inalámbrica abarca dispositivos de comunicación tan diversos como abridores de puertas de garaje, monitores para bebés, walkie-talkies y Smartphone, así como sistemas de transmisión tales como enlaces de microondas punto a punto, servicio de Internet inalámbrico y comunicaciones satelitales.

 Los cargadores inalámbricos son otro tipo de dispositivo inalámbrico. Aunque no se envían datos a través de un cargador inalámbrico, sí interactúa con otro dispositivo (como un teléfono) sin usar cables.

Como Funciona la Tecnología Inalámbrica

 La tecnología inalámbrica funciona porque una onda electromagnética, que viaja por el aire a la velocidad de la luz, puede crear, o "inducir", una señal eléctrica en una antena. Si podemos controlar esta onda electromagnética, entonces podemos usarla para comunicarnos o para transmitir información.

 La información se envía desde un lugar, el transmisor, y se recoge en otro, el receptor, utilizando una onda electromagnética para transportarla. Los transmisores y receptores se ubican en cada extremo del sistema inalámbrico, utilizando una antena en cada extremo.

 Pero para entender la tecnología inalámbrica es necesario primero conocer las ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas suelen tener forma senoidal. La frecuencia de una onda electromagnética es la velocidad a la que vibra la señal. Concretamente, la frecuencia de una onda es la cantidad de veces que se repite la onda en un segundo, y viene expresada en Hertzios. Una onda de 1Htz se repite una vez cada segundo. ¿Ya imaginas en honor de quien se puso la unidad del Hertzio, NO? Como ejemplo, las señales de radio FM vibran alrededor de 100 millones de veces por segundo.



 Otro dato importante es la longitud de onda, que es la distancia entre 2 crestas de una onda. Lógicamente a mayor longitud de onda menor frecuencia de vibración. Si vibra muy rápido (mucha frecuencia) las ondas generadas estarán más cercanas unas de las otras y tendrán menor longitud de onda.

 Ahora ya podemos clasificar las ondas electromagnéticas en función de su frecuencia o longitud de onda, y utilizar unas para un tipo de transmisión y otras para otro tipo diferente, de esta forma podremos enviar diferentes tipos de información sin que interfieran unas ondas con otras.

espectro electromagnetico

 Gracias a las diferentes frecuencias (bandas electromagnéticas) que puede tener una onda electromagnética podemos emitir dos señales diferentes simultáneamente sin que sus señales interfieran entre si. Llamamos a la gama o rango de diferentes frecuencias un espectro electromagnético. Los Gobiernos de cada País son las responsables de asignar rangos de frecuencia para cada propósito específico.

 Las bandas con licencia son propiedad de ciertas compañías o instalaciones para fines específicos y no pueden ser utilizadas por nadie más. Las bandas sin licencia son gratuitas y cualquiera puede usarlas, sujeto a ciertas normas. Las bandas con licencia generalmente están libres de interferencias y son más confiables, ya que existe un control sobre quién puede transmitirlas.

 Dado que las señales de comunicación suelen ser de muy altas en frecuencia, abreviamos las mediciones de las frecuencias: millones de vibraciones por segundo son Megahertz (MHz) y miles de millones de vibraciones por segundo son Gigahertz (GHz). Mil Megahertz es un Gigahertz.

 Ahora surge la pregunta: ¿Cómo podemos crear una onda electromagnéticas para enviarla de forma inalámbrica?

creacion de una onda electromagnética

 Todo comienza en el transmisor, donde un oscilador genera una onda eléctrica. Esta señal se propaga a través de los cables internos del dispositivo hasta la antena. Como la antena es un conductor, la corriente eléctrica va hacia el final de la antena. La antena luego irradia (envía) la corriente alterna como una onda electromagnética. Aquí es donde comienza la conexión inalámbrica, es decir, la antena convierte la corriente eléctrica en ondas. En el transmisor, las señales eléctricas salen de la antena para crear ondas electromagnéticas que se irradian hacia el exterior.

 Por ejemplo, cuando hablamos frente a un micrófono, se comprime y descomprime un diafragma y ocasiona que la corriente directa varíe y se convierta en pulsante. Estos pulsos son amplificados por un circuito amplificador. Posteriormente, las señales amplificadas son colocadas en el modulador del transmisor. La misión del modulador es modular la onda, que es simplemente variar su frecuencia para poder transmitir la información de la onda electromagnética en la frecuencia deseada como ya vimos. También se puede modular variando su Amplitud, dependen el tipo de información que queramos enviar.

  Hay muchos tipos de modulación, normalmente se modula la frecuencia y/o la amplitud de la onda, y diferentes tecnologías que pueden usar uno o más tipos para enviar y recibir información. Por ejemplo en la radio AM y FM, la M significa modulación. El tipo de modulación y la frecuencia es lo que las hace diferentes.

modulacion de una onda

 Una onda portadora es una onda pura de frecuencia constante, un poco como una onda sinusoidal. Por sí solo no contiene mucha información con la que podamos relacionarnos (como el habla o los datos).

 Para incluir información de voz o información de datos, se debe superponer otra onda, llamada señal de entrada, en la parte superior de la onda portadora. Este proceso de imponer una señal de entrada a una onda portadora es lo que se llama modulación. En otras palabras, la modulación cambia la forma de una onda portadora para codificar de alguna manera la información de voz o datos que estábamos interesados ​​en llevar. La modulación es como esconder un código dentro de la onda portadora.

 Una vez modulada la señal, por lo general no va directamente al receptor después de ser transmitida. La antena en el transmisor irradia la señal en muchas direcciones. Las ondas pueden reflejarse en los edificios, difractar en bordes afilados o dispersarse en objetos pequeños y aún así llegar al receptor. En su camino, las ondas sufren diferentes atenuaciones y retrasos.

 En el receptor, las ondas electromagnéticas crean o "inducen" pequeñas señales eléctricas en la antena, que son captadas por un circuito eléctrico. La señal suele ser muy pequeña y necesita ser amplificada antes de poder procesarla. Ahora el proceso es el inverso al anterior.

Tipos de Tecnologías Inalámbrica

 Se utilizan diferentes tipos de señales en la comunicación entre los dispositivos para la transmisión inalámbrica de datos. Las siguientes son las diferentes señales electromagnéticas que se utilizan en función de su longitud de onda y frecuencia.

- Transmisión de radiofrecuencia: Las señales de RF se generan fácilmente y están en un rango de 3 kHz a 300 GHz. Estos se utilizan en la comunicación inalámbrica debido a su propiedad para penetrar a través de objetos y viajar largas distancias. La comunicación por radio depende de la longitud de onda, la potencia del transmisor, la calidad del receptor, el tipo, el tamaño y la altura de la antena. Se utilizan para transmitir una señal con información y son captadas por las antenas. La televisión, radio, teléfonos móviles, planetas, estrellas y demás cuerpos celestes las emiten y pueden ser capturadas.

- Transmisión de infrarrojos: Las radiaciones infrarrojas son radiaciones electromagnéticas con longitudes de onda más largas que la luz visible, por lo que este tipo de luz no es visible para el ojo humano. Se generan normalmente mediante un diodo LED. Estas ondas se utilizan generalmente para las comunicaciones de corto alcance. Estas señales no pasan a través de objetos sólidos. Ejemplos de uso son control remoto de la televisión, intercambio de datos móviles, etc.

- Transmisión de microondas: La longitud de onda del microondas varía de un metro a un milímetro. La frecuencia varía de 300MHz a 300GHz. Tienen frecuencias altísimas y dada su posición en el espectro, son utilizadas para transmitir datos en frecuencias que no son interferidas por las ondas de radiofrecuencia. Estas son muy utilizados para las comunicaciones de larga distancia ya que son relativamente menos costosas. Usos típicos son el horno microondas, la comunicación de programas informativos de televisión muy alejados de la noticia y en radiodifusión.

- Transmisión de ondas de luz: La luz es una radiación electromagnética con una longitud de onda que varía entre las radiaciones infrarrojas y las radiaciones ultravioletas. La longitud de onda varía de 430 a 750 THz. Estas son señales ópticas no guiadas como el láser y son unidireccionales.

 Otras formas mucho menos utilizadas son los Rayos X, los ultravioleta, los Gamma e incluso el Efecto Doppler.

 Más adelante veremos la más nuevo que es transmitir información por la luz. Se llama LIFI.

 Otros diferentes tipos de comunicación inalámbrica es en función del uso que le demos. Tenemos para radio, para televisión , por satélite, para telefonía móvil, GPS, Redes Informáticas, etc. Todos estos tipos los puedes ver explicados en el siguiente enlace: Sistemas Inalámbricos.

 Con el nacimiento de Internet y las nuevas tecnologías el mundo de las tecnologías inalámbricas ha sufrido un avance enorme y surgiendo nuevas tecnologías de comunicación inalámbrica. Entre las más modernas y usadas para enviar y recibir información tenemos:

- Wifi: Wi-Fi es una comunicación inalámbrica de baja potencia, utilizada por varios dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, etc. En esta configuración, un enrutador funciona como un centro de comunicación de forma inalámbrica. Estas redes permiten a los usuarios conectarse solo cerca de un enrutador. Estas redes deben estar protegidas con contraseñas para fines de seguridad, de lo contrario, tendrán acceso a ella otras personas.

- WiMax: Wimax es una tecnología de comunicación similar al WiFi pero por microondas con alcance superior a los 30km y velocidades de hasta 124Mbps. Hasta ahora las redes wifi más rápidas son de unos 54Mbps y con cobertura de unos 300 metros como máximo. Es la tecnología firme candidata a ofrecer conexiones a Internet súper rápidas y con amplísima cobertura. Para Saber más sobre este tipo de tecnología: WiMax.

- LIFI: Investigadores chinos del instituto de Física Técnica de Shanghai han logrado transmitir a distancia información de la red de internet a través de la luz en lugar del tradicional uso de ondas de radio (wifi). Utilizando una lámpara emisora de luz LED de un vatio, el equipo consiguió que cuatro ordenadores se conectaran a internet. Esta pequeña bombilla puede lograr flujos de datos hasta 100 veces más rápido que la velocidad del WiFI. A esta nueva tecnología se ya se la conoce como LIFI. Puedes saber más aquí: LIFI.

- Tecnología bluetooth: La función principal de la tecnología Bluetooth es que le permite conectar varios dispositivos electrónicos de forma inalámbrica en corta distancia. Los teléfonos celulares o SmartPhone están conectados a auriculares de manos libres, mouse, teclado inalámbrico, etc. mediante bluetooth. La más moderna es la Bluetooth LE (low energy).

- Redes Informáticas: hoy en día la mayoría de las redes de ordenadores utilizan tecnología inalámbrica, aunque a veces con una pequeña parte cableada. En la red hay un punto de acceso llamado WAP al cual se conectan todos los ordenadores de la res inalámbricamente. Para saber más: Redes Informáticas.

- ZigBee: ZigBee es un estándar de comunicación inalámbrica diseñado para satisfacer las necesidades únicas de las redes de control y sensores inalámbricos de bajo consumo y bajo costo. ZigBee se puede utilizar casi en cualquier lugar, ya que es fácil de implementar y requiere poca potencia para funcionar. Zigbee se ha desarrollado considerando las necesidades de la comunicación de datos con una estructura simple como los datos de los sensores.

- Sistemas de comunicación móvil: El avance de las redes móviles se enumera por generaciones. Muchos usuarios se comunican a través de una banda de frecuencia única a través de teléfonos móviles. Los teléfonos celulares e inalámbricos son dos ejemplos de dispositivos que utilizan señales inalámbricas. Por lo general, los teléfonos celulares tienen una gama más amplia de redes para brindar cobertura. Pero, los teléfonos inalámbricos tienen una gama limitada. Al igual que los dispositivos GPS, algunos teléfonos utilizan las señales de los satélites para comunicarse.

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