Y si nos llevamos el router en nuestro celular -> HSDPA

Te imaginas podríamos hacer, si nos llevamos el router de nuestra casa en nuestros bolsillos??, y si podríamos usar YouTube desde nuestro celular??, o incluso jugar StarCraft o Dota desde el movil. Bueno ya no sigas imaginando y cree que esto ya puede ser realidad!!!




Que es?
El acceso a la descarga de paquetes de alta velocidad o HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), es un nuevo avance en los sistemas celulares. Este sistema es conocido como 3.5G y es la evolución del Sistema de Telecomunicaciones Móviles Unificadas o UMTS.

Cuales son sus características?

• La característica principal de este sistema es que tiene velocidades similares al ADSL, pero en el móvil. Alcanza 14.4 Mbps (hasta 20 Mbps si se utilizan antenas MIMO (Multiple Input Multiple Output). Cabe mencionar que la latencia es mínima.
• Autentificación está basada en una tarjeta SIM, su clave de acceso (PIN) y diferentes algoritmos de autenticación e intercambio de claves. Por lo tanto la seguridad es mayor que en una conexión a redes Wifi, en conclusión es usuario tiene mayor privacidad.
• Es una conexión ideal para portatiles y netbooks, debido a la mayor privacidad, cobertura, movilidad e inalambricidad del sistema

Un poco mas a fondo:

• HSDPA aumenta la velocidad de transmisión que un usuario tienen en un determinado instante, sin embargo esta discontinuidad no es percibida
• Emplea 3 mecanismos que operan entre la antena y el teléfono móvil: 
• Un controlador de recursos: Para esto se implemento un nuevo canal dentro de W-CDMA, llamado HS-DSCH (High Speed Download Shared Chanel). Este canal se comparte entre todos los usuarios, ofrece altas velocidades y mejora el espectro.
• Un adaptador de enlaces: HSDPA = versión 99 de UMTS (R99) + Fast Packet Sheduling (entidad de repetition). Esta entidad reside debajo de la capa de control de acceso al medio R99 (MAC) del Nodo-B.
• Una nueva técnica de corrección de errores:  HARQ (Hybrid Automatic Repeat-Request) retransmite la información usando diferentes codificaciones. Cuando se recibe un paquete errado, el móvil o antena lo almacena y combina con otras transmisiones. Como consecuencia se recuperan los paquetes errados.
• Se aprovecha que no todos están interactuando en un mismo instante, ademas si el número de abonados activos sube entonces también suben los canales que se comparte.
• Utiliza Modulación de Amplitud en Cuadratura 16 - 16 QAM; esto le permite soportar el tráfico a ráfagas (elevado BW por instantes) como el generado en Internet con las descargas de vídeo. El resto del tiempo el canal queda libre para otros clientes.
• La calidad depende del canal:
• Cuando ésta es buena ==> transmite 4 bits de información por señal
• Con ruido ==> sólo transmite 2 bits
• Muchas interferencias ==> el sistema bloquea la transmisión en intervalos de 2 ms.

El contraste con 3G

• Con 3G, cuando se concentran muchos usuarios bajo una misma antena se reparte el tráfico, mientras que con HSDPA, no.
• Con 3G se necesita 80ms para cambiar las caracterisitcas en los códigos, en HDSPA solo 2ms
• Si en WCDM se obtenia un código para acceder al medio, en HSDPA obtiene 5. En consecuencia:
• Puede ir 5 veces más rápido
• Puede trabajar en paralelo, como si fueran varias lineas de comunicación
• La base que procesa el chasis (CPC) es la piedra angular para el funcionamiento del nodo Nodo-B, en consecuencia se deben realizar dos cambios a la tarjeta del canal tradicional de 3G:
• Primero, la capacidad de chip del enlace descendente (downlink chip-rate ASIC, o ASSP) se debe modificar para apoyar los nuevos esquemas de la modulación 16QAM y los nuevos formatos de la ranura del enlace descendente asociados a HSDPA.
• Segundo, una nueva sección de proceso, llamada el MAC-hs, que se debe agregar a la tarjeta del canal para apoyar el procesado, el buffer, la transmisión y la retransmisión de los bloques de datos que se reciben del RNC (Radio Network Controller). Este es el cambio mas significativo.
• Hay que añadir en la RNC un bloque denominado Mac-d, que establece la comunicación con el Nodo-B. En consecuencia habra una negociacion que consta de 4 pasos:
• RNC encamina los paquetes de datos al Nodo-B
• El Nodo-B programa su transmisión al terminal móvil emparejando la prioridad del usuario y el ambiente de funcionamiento estimado del canal.
• El UE reconocer la llegada de los paquetes de datos y de proporcionar al Nodo-B información sobre el canal, control de energía, etc.
• Nodo-B espera el asentimiento, caso contrario retransmite

Y que es lo que se espera?

• Facilitar el uso de contenido multimedia en la red celular de alta velocidad:
• Sistemas de videoconferencias
• Juegos online multi-jugador
• Imágenes (TV o vídeo) a pantalla completa
• Ideal para acceso a Internet en zonas en las que la instalación de una red cableada resulta poco rentable
• La futura cuarta generación (4G) podría alcanzar velocidades de transmisión entre 100 Mb/s a 1 Gb/s en el downlink

Los datos:

• El país con mayor cobertura es Australia 98%
• Los dispositivos pioneros son: Apple, BenQ, Blackberry, HTC, LG, Motorola, Nec, Nokia, Sony-Ericsson y Samsung.
• En el Perú esta en proceso de implementacion: El día lunes 15 America Moviles del Perú, brindara una charla al respecto: "Banda Ancha Móvil sobre las tecnologías HSPA" a horas 18:45 - 19:15 en VI Semana Tecnológica a desarrollarse en el Centro de Convenciones de INICTEL.

Referencias: 1 2 3 4 5

¿Como se hace la Fibra Óptica?

Si alguna vez te preguntaste esto, NO TE ANGUSTIES MAS que para todo hay respuesta, en esta ocasión kunaytec te trae el proceso paso a paso; así que corre, sacar tu block y lapicero y no te pierdas ningún detalle:

Materiales primarios:

• Tubo de cuarzo puro
• Ácido Fluorhídrico(HF)
• Tetracloruro de Silicio(SiCl4) que reaccionan para obtener sílice o cuarzo(SiO2). 
• Gases de combustión: Oxígeno(O2), hidrógeno(H2) y gas propano(C3H8)
• Metales halogenados(GeCl4, BCl3, PCl3) para obtener sus respectivos óxidos:
• GeO2 y P2O5 para aumentar el indice de refracción del núcleo
• B2O3 y F para disminuir el indice de refracción del núcleo

Maquinaria:

• Torno giratorio
• Quemador
• Sensores, actuadores y software para el proceso de automatizacion de la halogenización
• Reflectómetros ópticos, cabrestantes, carretes, etc

Proceso: Queremos resaltar que este es el procedimiento estándar que nos llevara a comprender los detalles mas adelante:

• Hacer rotar sobre su eje la varilla del vidrio de cuarzo que previamente se sumerge en ácido fluorhídrico
• Calentar desde afuera con la llama del quemador con un moviento de vaivén
• Agregar por un extremo el vapor de los metales halogenados para que reaccionen con el calor y el oxigeno y  así alterar el indice de refracción. Cada capa se dopa agregando proporciones distintas de sustancias, las cuales son administradas por un software de automatización. 

Hasta este punto se ha conseguido la preforma, a continuación:

• Se separa la preforma cilíndrica del tuvo que tiene los residuos de la reacción química
• Se calienta la preforma hasta su punto de fusión, entonces se contraerá convirtiéndose en una varilla de vidrio firme, libre de burbujas, transparente y cuyo hueco interior se ha cerrado
• Durante el sintetizado de la preforma se lava esta con cloro gaseoso para quitar del vidrio todo vestigio de agua
• La punta de la preforma se calienta a aproximadamente 2000°C en un horno, esta se ablanda y una cuerda delgada cae ayudada por la gravedad.
• Cuando la fibra es arrastrada su diámetro es constantemente supervisado por un sensor que esta automatizado para controlar la velocidad de descenso
• Se adiciona una cubierta de plástico y finalmente se envuelve alrededor de una bobina

Ya se que tal vez esta volando, es por eso que Discovery nos ayudara a tener una mayor apreciación:


Bueno, a este nivel ya se tiene claro los principios básicos. Ahora procedemos a profundizar algunos aspectos:

Nos hemos percatado que durante la elaboracion existe 3 etapas: PREFORA, ESTIRADO Y PRUEBAS. Cada una tiene ciertas características:

PREFORMA: Existen 2 tecnicas que resaltan:

1. Métodos en fase líquida

Método de la varilla en tubo	Método de los crisoles
- Este fue uno de los primeros métodos usados y es el mas simple - Dentro de un tuvo de vidrio de índice pequeño se introduce una varilla de índice alto - Se aumenta la temperatura; y ambos vidrios son ablandados - Susceptible a las impurezas, lo que genera: 500-1000 dB/Km - Es utilizado en imagen e iluminación	- El núcleo y el recubrimiento son unidos en estado de fusión y luego se estira la fibra. - El vidrio fundido del núcleo se coloca en el crisol interno y el vidrio fundido del cladding se coloca en el crisol exterior. - Atenuación de 5 a los 20 dB/Km. A 850 nm - Se fabrican fibras de gran diámetro y longitud.

2. Técnicas de deposición de vapor

Deposición externa en fase de vapor (OVCD) - Lo desarrollo: Corning Glass Work - La deposición se hace por fuera de una vara de sílice conforme la antorcha se mueve lateralmente. - Cuando la deposición está completa, la varilla es alejada y el tubo resultante se colapsa térmicamente.	Deposición axial en fase de vapor (VAD) -Lo desarrolló: Nippon Telephone and Telegraph -El tubo gira de manera vertical sobre su eje y la preforma que va creciendo en sentido axial -Pueden utilizar varios quemadores simultáneamente - Se obtiene fibras de mayor diámetro, longitud y menor aporte energético - Requiere mayor connotación y sofisticación de equipos
Deposición modificada en fase de vapor (MCVD) - Lo desarrolló: Corning Glass y Laboratorios Bell Telephone - Las reacciones se producen al interior del tubo y no en la llama del quemador - Las capas que se depositan en su interior conforman el núcleo - Este método no requiere procesos especiales de secado, ya que no hay hidrógeno residual dentro del tuvo	Deposición de vapor activada por plasma (PCVD) -Lo desarrollo: Philips -Se obtiene plasma excitando un gas con microondas -El gas se descompone en sus cargas eléctricas(ionización) -Se funde los metales halogenados con el calor liberado al reunificarse las cargas del gas. -Se pueden producir más de 1000 capas delgadas, lo cual permite incrementar la exactitud del perfil de índices de refracción

ESTIRADO: Como se describió en el procedimiento esta etapa lleva un cuidado con las medición y velocidad de caida de la fibra. Debido a esta preocupación es que este proceso es automatizado:

En el gráfico observamos, lo descrito de manera esquematizada. Como podemos observar hay 2 hornos uno para controlar el diámetro de la fibra y otro donde se adiere el recubrimiento.

PRUEBAS Y MEDICIONES: En esta etapa se verifican todos los parámetros geométricos, ópticos y mecánicos:

• Prueba geométrica: Se miden los diametros encontrados, la circularidad y la concentricidad: nucleo, cladding y cubierta externa.
• Prueba óptica: Se utiliza un reflectometro óptico, el cual indicara cualquier anomalía a lo largo de la longitud de la fibra: la atenuación, el ancho de banda, la apertura numérica y la dispersión cromática.

• Prueba mecánica(tension de la fibra): Se cuelga una carga determinada a un extremo de la fibra y esta se enrrolla en una serie de cabrestantes

• Periódicamente se verifica: fuerza de tension vs temperatura, atenuacion vs temperatura, influencia de la temperatura y humeda en el envejecimiento.

Bueno luego de todos estos procesos, tendremos una fibra de muy buena calidad. Por otro lado esto como se habrán dado cuenta requiere cierta inversión, razón por la cual es momento de ahorrar o ver los mecanismos de alcanzar y formar sus propias empresas.

Referencias: 66 Fundamentals of Optical Fiber Transmission, Proceso de fabricación

Phillip Smith y sus famosas cartas

En Abril de 1932, un ingeniero de Massachusetts que en ese tiempo trabaja en Bell Telephone Laboratories, publico un articulo del cual se concluía: "No hay otra manera efectiva para la transformación de impedancia de línea a través de la línea de dispositivos de corto ...."






Es de esta manera que se origino esta famosa carta, sin embargo corren rumores que Phillip era un especialista en las cartas, y no solo en las científicas, sino también en la románticas que alguna vez dio a su esposa Rosine Rittenhouse.

Por otro lado en este articulo, solo nos interesa las científicas, ya que es una herramienta muy util para realizar los cálculos de acoplamiento en las lineas de transmisión. Sin embargo tenemos que tener en claro que existe diversos métodos para realizar el acoplamiento de impedancias, dentro de los que resaltan:

• Acoplamiento de Stubs
• Transformador de λ/8 o λ/4
• Elementos discretos
• Cualquier combinación de los anteriores

Por experiencia, el leer la teoría no es muy eficiente para el aprendizaje de estos cálculos y/o métodos, por esa razón mejor aprendemos viendo un problema real de acoplamiento de impedancias, en la cual usaremos la carta de Smith.

Luego de este video es probable que tengamos algunas conclusiones como:

• La carta de Smith muestra cómo varía la impedancia compleja de una línea de transmisión a lo largo de su longitud.
• El acoplar las impedancias consiste alterar la impedancia real a la impedancia característica de la linea de transmisión, en este caso en particular agregando Stubs

Sin embargo es probable que tengamos algunas dudas, sobre algunos conceptos:

¿Que es un ROE?: Bueno una Relación de Onda Estacionaria es un parámetro que nos permite saber si la onda estacionaria que se produjo al sumarse la onda reflejada y la onda transmitida, va a afectar a nuestros equipos de transmisión. Cabe resaltar que esta no es una definición formal, pero es la mejor manera de ver la importancia de este parámetro. Matemáticamente se tiene:

Donde Vr=Voltaje de la onda reflejada y Vi=Voltaje de la onda incidente.

Tal vez el uso de la carta de Smith no este claro aun, ver estos 2 vídeos a modo de ejemplo es posible que nos ayude:











Para finalizar es necesario que recordemos algunos de los parámetros mas importantes de las lineas de transmisión:


 

Ademas hay que tener en cuenta la leyenda:

Si después de todo esto todavía no esta claro el uso de la carta de Smith, les dejo este PDF: Has clic aquí

Las Guías de Onda

Que pasa si comenzamos a jugar un poco:

Dirección del vídeo

Nos damos cuenta que a nuestra cabeza vienen varias inquietudes: ¿que son esos rayos blancos?, ¿por que se genera ese ruido? , ¿que tiene el horno microondas?

Tal vez esta ultima pregunta nos guié, !!tienen microondas!!.

Ademas sabemos que estas están a una frecuencia muy alta y que su longitud de onda es pequeñita. Es a partir de esto que comenzamos a respondernos:

• Los rayos blancos son las microondas del horno que se ponen incandescentes gracias a los gases ionizantes que están dentro del bulbo o foco

• Ese sonido que escuchamos es debido a que las ondas van y vuelven dentro del foco, algo que se llama científicamente como CAVIDAD RESONANTE.

Es bajo estos primeros criterios que los científicos quisieron darle aplicación a estos fenómenos. En particular para comunicaciones se sabe que es de mucha utilidad las Ondas Electromagnéticas (OEM), debido a que permiten enviar de un lado a otro la información.

Esta necesidad es la que permitió el desarrollo de las guías de onda, que son justamente los medios por los cuales se transporta las microondas.

Para el estudio de este medio, es necesario conocer algunos conceptos basicos de Electromagnetismo, como las características de una OEM. Luego se desarrolla una teoria matemática para la comprensión del fenómeno de enviar OEM por un medio cerrado.

Es asi que kunaytec pone a disposición de usted un extracto de los parámetros mas importantes en el estudio de las guías de ondas. Para descargarlo has clic aquí

Dicen que una imagen vale mas que mil palabras, aca los modos de transmisión mas resaltantes