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Espectro electromagnético

El espectro electromagnético es la distribución de energías de las radiaciones electromagnéticas. Se puede expresar en términos de energía aunque más comúnmente se hace en términos de la longitud de onda y frecuencias de las radiaciones. Se extiende desde las radiaciones con menor longitud de onda (los rayos gamma) hasta las de mayor longitud de onda (las ondas de radio).

Cada franja del espectro se distingue de las otras en el comportamiento de sus ondas durante la emisión, transmisión y absorción, así como en sus aplicaciones prácticas. Las ondas electromagnéticas son vibraciones de los campos eléctricos y magnéticos que transportan energía. Estas ondas se propagan en el vacío a velocidad de la luz. Las características de dicha distribución dependen de la frecuencia o la longitud de onda de las oscilaciones, así como de su energía.

USOS

Los usos son diversos ya sean en la transmisión de información por el aire como emisiones de radio, las microondas se emplean en transmitir información en como el teléfono, o antenas microondas, satélites y para calentar en el microondas las comidas. La radiación ultravioleta. Es emitida por el Sol y absorbida por las plantas para la fotosíntesis. La radiación infrarroja. Es la que transmite el calor desde el Sol a nuestro planeta. El espectro de luz visible. Hace visibles las cosas. Los rayos X. Se emplean en la medicina para tomar impresiones visuales del interior de nuestros cuerpos.

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Antenas de transmisión

Actualmente podemos comunicarnos de manera aparentemente «natural» a través de distintos dispositivos· Pero, aunque se nos olvide por nuestros hábitos de vida, es bueno recordar que necesitamos de tecnología específica para hacerlo. Podemos transmitir datos, voz, imágenes, etc. gracias, entre otras cosas, a hardware específico como las antenas. Estas estructuras son las que hacen el papel de «intermediarias» entre las señales electromagnéticas y nuestros dispositivos receptores.

En términos simples, una antena es un dispositivo diseñado para transmitir o recibir ondas electromagnéticas. Funciona convirtiendo la corriente eléctrica en ondas electromagnéticas y viceversa. Este proceso es esencial para la comunicación inalámbrica, ya que permite la transmisión de datos a través del aire, eliminando la necesidad de cables físicos.

El proceso de recepción de ondas electromagnéticas por parte de una antena implica capturar la energía de estas ondas y convertirla en corriente eléctrica. ¿Cómo es posible que una antena haga esta conversión? Esencialmente gracias a determinados principios de la física, como la inducción electromagnética. Gracias a este proceso y a la existencia de diversos tipos de antenas es posible transmitir señales radio, televisión, telefonía móvil e Internet.

Existen varios tipos de antenas, cada una diseñada para un propósito específico. Las más sencillas de fabricar y al mismo tiempo las más comunes y que llevan más tiempo entre nosotros son las antenas dipolo. Se utilizan en aplicaciones como la transmisión de radio y televisión.

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Satélites artificiales

Son utilizados para enviar y recibir comunicaciones de uso masivo como telefonía, televisión o Internet, también sirven para prestar servicios educativos, con fines militares y de educación científica.

 Son satélites artificiales para enviar y recibir comunicaciones de uso masivo como telefonía, televisión o Internet; para hacer pronósticos del clima o para prestar servicios educativos y de salud en zonas inaccesibles para otras tecnologías más tradicionales; e incluso algunos satélites han sido lanzados al espacio con fines militares y de investigación científica.

Tipos de satelites

Existen satélites del tipo geoestacionario, que orbitan de Este a Oeste sobre el Ecuador, y los “polares”,que viajan en dirección norte-sur, hacia los polos de la Tierra.

Un satélite también debe estar conformado por cuatro partes esenciales para su correcto funcionamiento en el espacio: una fuente de energía, antenas para recibir y enviar información, un sistema para resguardar y/o procesar datos y un control de acción que puede ser gestionado desde la Tierra. También deben considerarse sistemas térmicos, de software y otras tecnologías en el caso de los aparatos de más reciente generación.

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Consideraciones técnicas que deben realizarse para adquirir un hardware Wi-fi

A la hora de elegir un adaptador Wi-Fi tendremos en cuenta varios aspectos. El primero hace referencia la velocidad de transferencia de datos, un parámetro en el que detalles como las características del router emisor de la señal y el tipo de puerto USB de conexión serán determinantes.

Comenzamos con los estándares Wi-Fi que soporta. Aunque la Wi-Fi Alliance recientemente ha cambiado la denominación de los estándares IEEE para simplificarlos, todavía es habitual encontrarse con la antigua nomenclatura, que empleaba la familia 802.11 seguida de unas letras. Así, Wi-Fi 802.11n ahora es Wi-Fi 4, Wi-Fi 802.11ac se corresponde con Wi-Fi 5 y Wi-Fi 802.11ax es Wi-Fi 6. Aunque el más común es el 802.11ac o Wi-Fi 5, los más atractivos son Wi-Fi 6 y Wi-Fi 6E y el reciente Wi-Fi 7.

Se trata de un protocolo que ofrece ventajas como mejores tasas de transferencia, la posibilidad de conectar varios dispositivos a la red al mejorar su capacidad, mejor rendimiento en redes congestionadas y mayor eficiencia energética.

Eso sí, para aprovechar sus características es necesario que tanto el router como el stick USB Wi-Fi sean compatibles.

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Características que se deben considerar para adquirir una antena

 Ubicación geográfica

La ubicación geográfica de tu hogar es un factor crucial a considerar al elegir una antena. Dependiendo de si vives en una zona urbana o rural, cerca o lejos de las torres de transmisión, deberás seleccionar una antena con características específicas. Si te encuentras en un área rural o alejada de las torres de transmisión, es probable que necesites una antena de mayor alcance y capacidad de captación de señal.

Tipo de antena

Existen diferentes tipos de antenas, como las antenas de televisión, las antenas parabólicas y las antenas de Internet. Debes determinar cuál es el tipo de antena que necesitas según tus requerimientos. Si deseas mejorar la recepción de señal de TV, una antena de televisión será la opción adecuada. Por otro lado, si tu objetivo es obtener una mejor conexión a Internet, deberías considerar una antena de Internet.

Frecuencias compatibles

Es esencial asegurarte de que la antena que elijas sea compatible con las frecuencias utilizadas por los servicios de transmisión que deseas captar. Algunas antenas son más adecuadas para recibir señales VHF, mientras que otras se especializan en señales UHF. Asegúrate de verificar las frecuencias de transmisión en tu área y elige una antena que pueda recibir esas señales específicas.

Ganancia de la antena

La ganancia de la antena se refiere a la capacidad de captar señales débiles y amplificarlas para mejorar la calidad de la señal recibida. Es importante seleccionar una antena con una ganancia adecuada para tu ubicación. Sin embargo, ten en cuenta que una ganancia más alta no siempre significa una mejor recepción, ya que puede provocar interferencias si se excede el umbral de saturación de la señal. Consulta las especificaciones de cada antena y busca un equilibrio entre la ganancia y la calidad de la señal.

Directividad de la antena

La directividad de una antena se refiere a su capacidad para enfocar la recepción en una dirección específica. Si sabes la ubicación de las torres de transmisión o el punto de origen de la señal que deseas captar, puedes optar por una antena direccional que apunte directamente hacia esa fuente. Por otro lado, si las torres de transmisión están dispersas en diferentes direcciones, una antena omnidireccional puede ser más adecuada.

Interferencias y obstáculos

Considera los posibles obstáculos que podrían afectar la calidad de la señal en tu ubicación. Edificios altos, árboles densos o colinas pueden obstaculizar la señal y requerir una antena con mayor capacidad de penetración. Además, las interferencias electromagnéticas de otros dispositivos electrónicos cercanos pueden debilitar la señal. En tales casos, una antena con características de rechazo de interferencias será beneficiosa.

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Tecnologías que existen para redes inalámbricas

Las redes inalámbricas tipo WAN consisten de torres y antenas que transmiten ondas de radio o usan tecnología de microondas para conectar redes de área local, utilizando enlaces punto-punto y punto-multipunto. GSM, GPRS y UMTS son tecnologías de transmisión de información inalámbrico que se caracterizan por la velocidad que soportan, el tipo de pago y el tiempo de establecimiento de la conexión.

. GMS

El primer sistema de telefonía móvil fue el analógico, difiere de la primera generación de sistemas inalámbricos en que usa tecnología digital. La voz se digitaliza emulando las características del habla humana. Este método permite una transmisión muy eficiente de los datos. Es muy potente a nivel internacional comunicando más de 170 países y cubriendo áreas terrestres poco accesibles.

. GPRS

Transmitir datos a mayores velocidades dio lugar a la aparición de un desarrollo dentro de GSM, los Servicios Generales de Paquetes por Radio o GPRS, proporciona servicios con contenido basado en Internet muy eficientemente como: Chat, Imágenes con movimiento, Audio, Internet y e-mail, Localización de vehículos, Transferencia de archivos.ft

. UMTS

UMTS busca basarse en y extender las actuales tecnologías móviles, inalámbricas y por satélite proporcionando mayor capacidad, posibilidades de transmisión de datos y una gama de servicios mucho más extensa, usando un innovador programa de acceso radioeléctrico y una red principal mejorada. Es miembro del sistema de comunicaciones móviles de “tercera generación” de UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones).Esta mejoro significativamente en diversos capos como ofreciendo un mejor uso o adaptabilidad en las telecomunicaciones, transmisión de datos, redes publicas etc.

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Tipos de redes inalámbricas

Las redes inalámbricas pueden clasificarse en base a dos criterios distintos:

Según su área de alcance. Se clasifican de modo similar a las redes alámbricas:

WPAN. Siglas de Wireless Personal Area Network (Red Inalámbrica de Área Personal), tiene un rango máximo de 10 metros, por lo que sirve para uno o dos usuarios máximo, que se encuentren juntos. Este tipo de tecnologías incluye el Bluetooth, ZigBee, etc.

WLAN. Siglas de Wireless Local Area Network (Red Inalámbrica de Área Local), es el estándar de comunicaciones en el que se basan las tecnologías Wifi, capaces de alcanzar una distancia mucho mayor en base a repetidoras, interconectando diversos tipos de aparatos mediante ondas de radio.

WMAN. Siglas de Wireless Metropolitan Area Network (Red Inalámbrica de Área Metropolitana), redes de mucho mayor alcance, capaces de cubrir hasta 20 kilómetros.

WWAN. Siglas de Wireless Wide Area Network (Red Inalámbrica de Área Amplia), emplea tecnologías de telefonía celular y microondas para transferir datos a lo largo de enormes distancias. Algunos de sus tipos de tecnología son GPRS, EDGE, GSM, 3G, 4G o 5G.

Según su rango de frecuencias. Dependiendo de qué parte del espectro electromagnético emplee para transmitir, podemos distinguir entre: Microondas terrestres. Empleando antenas parabólicas de unos 3 metros de diámetro, se emite una señal de microondas que posee un alcance de varios kilómetros, empleando frecuencias de entre 1 y 300 GHz.

Microondas satelitales. Opera en base al vínculo entre dos o más estaciones base, a través de la intermediación de un satélite suspendido en la atmósfera. Cada satélite posee sus bandas de frecuencia específicas, pero tiene un alcance mucho mayor y una velocidad más alta.

Infrarrojos. Emplea moduladores de la luz infrarroja no coherente, que al estar alineados directamente o reflejados en una superficie adecuada, alcanzan entre 300 GHz y 384 THz de velocidad de transmisión de datos. Sin embargo, no puede atravesar las paredes.

Ondas de radio. Emplea ondas en diversas frecuencias (AM, FM, HF, VHF UHF, etc.) para emitir y recibir las señales de información, logrando una eficacia alta en cortas distancias, incluso a través de paredes, pero perdiéndose a medida que el receptor se aleja físicamente del emisor.

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Desventajas de utilizar sistemas inalámbricos en ordenadores

Primero comenzaremos sabiendo que es una red inalámbrica es en informática y telecomunicaciones, se conoce como red inalámbrica a un tipo de conexión entre sistemas informáticos (o sea, entre computadoras) que se lleva a cabo mediante diversas ondas del espectro electromagnético.

Por otro lado, las redes inalámbricas cuentan con las siguientes dificultades:

Requieren de mayor seguridad. Dado que la señal es incontrolable y libre, y cualquiera puede captarla.

Son susceptibles a la interferencia. Ya sea de otras señales en el mismo canal de emisión, o de ruidos continuos de baja frecuencia, antenas, aparatos de microondas o incluso de cierto tipo de metales.

La transmisión es más compleja. Dado que requiere de mecanismos y artefactos adicionales para direccionar la transmisión, y de artefactos receptores con la potencia adecuada para conseguir una señal estable y continua.

Seguridad: Si una red inalámbrica no se instala correctamente o no se mantiene correctamente, puede causar graves amenazas a la seguridad. Una red inalámbrica no requiere la conexión de componentes físicos como los cables, sólo necesitan un adaptador inalámbrico, lo que aumenta automáticamente el riesgo de piratería informática, ya que los hackers pueden tener fácil acceso a la red.

Velocidad: Transferir o compartir archivos es mucho más lento en una red inalámbrica. La velocidad también depende de la ubicación del usuario con respecto a la red.

Son propensas a las interferencias: Las redes inalámbricas son muy propensas a las interferencias; por lo tanto, la niebla, la radiación, las señales de radio o cualquier otra interferencia similar pueden causar un mal funcionamiento en una red inalámbrica. Además, cuando hay demasiados usuarios en la misma zona, la banda aérea por la que se transmiten las señales puede sobrecargarse.

Sin embargo, las redes inalámbricas también tienen algunos desafíos, como riesgos de seguridad y limitaciones de ancho de banda. Además, pueden ser detectadas y manipuladas por intrusos a través de aplicaciones web. 

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Ventajas de utilizar sistemas inalámbricos en la comunicación entre ordenadores

Primero se redefinirá que es una red inalámbrica es una conexión de nodos que no requiere de ningún tipo de cableado o dispositivo alámbrico. Se originó en 1971 cuando un informático estadounidense Norman Abramson (1932), crearon en la Universidad de Hawái ALOHA, el primer sistema de conmutación de paquetes a través una red de comunicaciones por ondas de radio.

Las ventajas de las redes inalámbricas pueden resumirse en:

Ahorro en materiales. Ya que no se requieren kilómetros de cableado y de controladores terrestres para el intercambio de información.

Comunicación más ágil. Dado que puede conectarse a la red un artefacto que esté en movimiento, o en lugares remotos.

Multiplicidad de conexiones. Dado que a una misma señal inalámbrica puede adherirse más de un aparato simultáneamente.

Eficiencia. Las redes inalámbricas permiten una mejor y mayor comunicación de datos. Con una red inalámbrica, la transferencia de información entre usuarios es mucho más rápida.

Fácil instalación. La instalación de una red inalámbrica es más rápida y sencilla que la de una red por cable. También reduce el uso de cables, que son difíciles de instalar y suponen un riesgo de seguridad.

Accesibilidad. Las redes inalámbricas no necesitan cables, por lo que los usuarios pueden comunicarse incluso en movimiento. Permite a los usuarios desplazarse sin desconectarse. Como resultado, hay una mejora de la productividad.

Intercambio de información y comunicación entre servidores

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Aspectos físicos pueden afectar la comunicación inalámbrica

Existen diferentes factores que afectan al funcionamiento de las redes  y que dependen de varios aspectos de la propia red y de la tecnología utilizada por nuestros dispositivos, el entorno de las señales por las que fluctúan, las leyes físicas de transmisión Wireless y más.

los podemos dividir en 3 grupos:

RENDIMIENTO DE LA RED AFECTACIONES ODVIAS

Obstrucciones físicas (obstáculos)

Distancia y rangos de cobertura entre los dispositivos

Interferencias Wireless

Acceso compartido

2. RENDIMIENTO DE LA RED AFECTACIONES COMUNES

Carga y uso de la red

Despliegue de antenas incorrecto

Características locales del entorno

Limitaciones del espectro del canal

Reflexión de la señal

Restricciones de señal Wireless

3.FACTORES MENOS CONOCIDOS

Limitaciones de potencia del transmisor

Compatibilidad con dispositivos antiguos

Polarización de la señal

Pérdidas de velocidad debidas a las cabeceras en paquetes Wireless

Reducción del rendimiento para estar conectado