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Medios No guiados: Inalámbricos
Ondas de Radio
Microndas
Infrarojo
Comunicación de datos
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Medios de comunicación No guiados
Carlos Canto Q.
Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
MARCONI
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Transmisión Inalámbrica de ondas
Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
Transmisión
Inalámbrica
Radio ondas
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Microondas
Infrarrojos
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
Medios no Guiados
 Transmisión y recepción por medio de una
antena.
 En transmisión direccional las antenas deben
estar alineadas.
 En transmisión omnidireccional la señal se
propaga en toda dirección.
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
Espectro Electromagnético para comunicación inalámbrica
Ondas de luz
Radio ondas y microondas
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Comunicación de datos
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Medios de comunicación No guiados
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
Generación de ondas de radio
1.
2.
3.
4.
5.
Un flujo de corriente eléctrica genera un campo magnético ( Regla de la mano derecha)
Un campo eléctrico es generado en la dirección de bloqueo de cambio en el campo magnético
Un campo magnético es generado en la dirección de bloqueo de cambio en el campo eléctrico
Un campo eléctrico es generado en la dirección de bloqueo de cambio en el campo magnético
La generación de un campo eléctrico y un campo magnético son repetidos alternadamente
Generación de ondas electromagnéticas
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Comunicación de datos
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Generación de ondas de radio
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Onda Electromagnética
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Las ondas de Radio son un tipo de ondas electromagnéticas, lo cual
confiere tres ventajas importantes:
No es necesario un medio físico para su propagación, las ondas
electromagnéticas pueden propagarse incluso por el vacío.
La velocidad es la misma que la de la luz, es decir 300.000
Km/seg.
Objetos que a nuestra vista resultan opacos son transparentes a
las ondas electromagnéticas.
No obstante las ondas electromagnéticas se atenúan con la distancia,
de igual forma y en la misma proporción que las ondas sonoras. Pero
esta desventaja es posible minimizarla empleando una potencia
elevada en la generación de la onda, además que tenemos la ventaja
de la elevada sensibilidad de los receptores.
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Medios de comunicación No guiados
Las ondas de radio son generadas aplicando una corriente
alterna de radiofrecuencia a un antena.
La antena es un conductor
eléctrico de características
especiales que debido a la
acción de la señal aplicada
genera campos magnéticos
y eléctricos variables a su
alrededor, produciendo la señal
de radio en forma de ondas
electromagnéticas.
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Métodos de Propagación
Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
Estas ondas se transmiten desde un punto central (la antena
emisora) de forma radial y en todas direcciones, pero podemos
diferenciar tres formas de transmisión:
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•
Onda de tierra:
En principio las ondas de radio se desplazan el línea recta, atravesando la
mayoría de los objetos que estén en su camino con mayor o menor
atenuación. Las pérdidas por dicha atenuación dependen de la frecuencia
de la transmisión y de las características eléctricas de la tierra o el material
atravesado. En términos generales a menor frecuencia mayor es el alcance
de la onda y cuanta menor sea la densidad del material más fácil será
atravesarlo. Parte de esta onda es reflejada por la superficie terrestre.
•
Onda visual o directa:
Es refractada en la baja atmósfera (refracción troposférica) debido a los
cambios en la conductividad relativa en sus capas.
•
Onda espacial:
La atenuación en el aire es muy pequeña, lo que hace que la onda pueda
alcanzar las capas altas de la atmósfera (ionosfera) y ser reflejada en su
mayor parte de vuelta a tierra.
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Medios de comunicación No guiados
El mayor inconveniente que tendremos es que la transmisión de
estos tres frentes no se hace a la misma velocidad, ya que las
ondas reflejadas se retrasan con respecto a la onda directa,
produciéndose un desfase que genera ruido (e incluso llegando a
anular la onda si el desfase es de 180 grados).
Para reducir este efecto hay que elevar la antena, ya que
aumentando la altura se disminuye el ángulo de desfase.
Otro inconveniente es que en onda media la onda espacial no
regresa a tierra durante el día pero sí durante la noche, debido a
que la altura de la ionosfera se reduce.
En cuanto a onda corta tenemos adicionalmente el inconveniente
que a partir de una frecuencia crítica las ondas no son reflejadas a
tierra y escapan al espacio.
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Transmisión a larga distancia
Basándonos en el efecto de refracción en la ionosfera y en la capa
terrestre es posible transmitir a largas distancias. Para ello debemos
emplear ondas de gran energía y de baja frecuencia.
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Métodos de Propagación
Comunicación de datos
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Bandas
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Banda
Rango
Propagación
Applicación
VLF
3–30 KHz
Terrestre
Radio-navegación de largo alcance
LF
30–300 KHz
Terrestre
Radio faro y localizadores de
navegación
MF
300 KHz–3 MHz
Cielo
Radio AM
HF
3–30 MHz
Cielo
Banda Civil (CB),
ship/aircraft communication
VHF
30–300 MHz
Cielo y
Línea de
Vista
VHF TV,
FM radio
UHF
300 MHz–3 GHz
Linea-devista
UHF TV, telefonía celular,
Localizador, satelite
SHF
3–30 GHz
Linea-devista
Communicación Satelital
EHF
30–300 GHz
Linea-devista
Radio-navegación de largo alcance
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Medios de comunicación No guiados
Note:
Las ondas de Radio son usados para
comunicaciones multicast, tales como
radio, TV y sistemas de paging.
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Omnidirectional antennas
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Unidirectional antennas
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LAS MICROONDAS
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Note:
Las Microondas son usadas para
comunicación multicast tales como en
teléfonos celulares, redes satelitales, y
redes locales (LAN’s) inalámbricas
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Medios de comunicación No guiados
Distancia de separación entre antenas de microondas
d
h
d=7.14(k·h)½.
h = altura de la antena (m)
k = 1 si no consideramos los efectos de la gravedad.
Generalmente se toma k = 4/3
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Medios de comunicación No guiados
Atenuación en microondas

La atenuación depende directamente de la longitud de onda de la
señal, directamente proporcional del cuadrado de la distancia, así
como de las condiciones meteorológicas:
a partir de los 10 GHz aumenta mucho la atenuación a causa de la
lluvia.
 La expresión general de la atenuación con la distancia es:
L(dB) = 10 log ( 4pd/l)2
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Medios de comunicación No guiados
Pérdidas de propagación
En el espacio libre (espacio en el que no hay nada que obstruya el progreso de la radio onda), las ondas de
radio decaen proporcionalmente al cuadrado de la distancia,e inverasmente proporcional al cuadrado de la
longitud de onda de la onda de radio.
Si le llamamos L a la relación entre potencia efectiva recibida Wr y la potencia transmitida Wt, y f (Hz) a la
frecuencia, distancia d (m), longitud de onda l (m), y la ganancia absoluta de las antenas transmisora y
receptora Gt y Gr dados en dB, tenemos:
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Comunicación de datos
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
Las principales aplicaciones de un sistema
de microondas terrestre son las siguientes
 Telefonía básica (canales telefónicos)
 Datos
 Telégrafo/Telex/Facsímile
 Canales de Televisión.
 Video
 Telefonía Celular (entre troncales)
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
• El clima y el terreno son los mayores factores a
considerar antes de instalar un sistema de
microondas.
• Como por ejemplo, no se recomienda instalar
sistemas en lugares donde llueva mucho; en
este caso deben usarse radios con frecuencias
bajas (es decir menores a 10 GHz).
• La consideraciones en terreno incluyen la
ausencia de montañas o grandes cuerpos de
agua las cuales pueden ocasionar reflecciones
de multi-trayectorias.
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Medios de comunicación No guiados
Comunicación vía satélite
Ventajas



Gran ancho de banda
Gran cobertura nacional e internacional
Costo insensible a la distancia
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Medios de comunicación No guiados
DESVENTAJAS
 Costo de operación mensual muy alto.
 Retardo de 1/2 segundo
 Inversión inicial en equipo de
comunicaciones muy costoso (estaciones
terrenas y demás dispositivos).
 Muy sensible a factores atmosféricos
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
DESVENTAJAS
 Sensible a la interferencia , ruido y a eclipses
 Requiere de personal especializado
 El mantenimiento corre a cargo del usuario
 No recomendable para aplicaciones de voz
 Hace uso del espectro radioeléctrico
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Comunicación de datos
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Comunicación de datos
Bandas de microondas
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Banda.
Frecuencias.
L
1 - 2 GHz
S
2 - 4 GHz
C
4 - 8 GHz
X
8 - 12 GHz
Ku
12 - 18 GHz
K
18 - 27 GHz
Ka
27 - 40 GHz
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Comunicación de Datos
Satélites
TIPOS DE ÓRBITAS SATELITALES
(CON RESPECTO A SU DISTANCA A LA TIERRA)
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Comunicación vía satélite
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Enlace satelital
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Medios de comunicación No guiados
Comunicación vía satélite
La separación de 3º entre satélites permite evitar interferencia
entre satélites:
3º
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Medios de comunicación No guiados
Diferencia entre enlace satelital y micro-ondas:
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Medios de comunicación No guiados
EL TRANSPONDER
Para evitar interferencia interna en el equipo
transmisor/receptor se usan frecuencias
diferentes a la subida y la bajada:
fsubida > fbajada
B = 500 MHz
Txd
Rxd
•El transponder se encarga de transladar la información de la f subida a la f bajada
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Comunicación de datos
Medios de comunicación No guiados
• Frecuencias asignadas en banda C:
5.725 GHz < fsubida < 7.75 GHz
3.4 GHz < fbajada < 4.8 GHz
• El ancho de banda del satélite se divide en
bandas, asignadas a un transponder
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Comunicación de datos
Banda C:
Medios de comunicación No guiados
Transmisión: entre 6,125 y 6,425 Ghz
Recepción: entre 3,9 y 4,2 GHz
6,125 y 6,425 Ghz
3,9 y 4,2 GHz
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Comunicación de datos
Banda KU:
14 Ghz
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Medios de comunicación No guiados
Transmisión: 14 Ghz
Recepción: entre 11,7 y 12,2 GHz
entre 11,7 y 12,2 GHz
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Medios de comunicación No guiados
BANDAS DE FRECUENCIAS
 Banda
C:
Transmisión: entre 6,125 y 6,425 Ghz
Recepción: entre 3,9 y 4,2 GHz
Banda Ku:
Transmisión: 14 Ghz
Recepción: entre 11,7 y 12,2 GHz

BANDAS DE FRECUENCIAS DE LOS SATÉLITES MEXICANOS (Solidaridad I y II)
Rango de
Rango de
Frecuencias
Frecuencias
Tx (GHz)
Rx (GHz)
L
1.6265 - 1.6605
1.525 - 1.559
C
Ku
5.925 - 6.425
3.700 - 4.300
14.00 - 14.50
11.70 - 12.2
BANDA
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Medios de comunicación No guiados
Fibra óptica vs. vía satélite
Ventajas de la fibra óptica
• Gran ancho de banda
• Inmunidad a la interferencia
y ruido
• Bajo costo inicial en equipo
de comunicaciones
• No requiere personal
especializado
• No hay costos por el
mantenimiento de la línea.
• No usa el espectro
radioeléctrico
• No existe retardo
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Desventajas de la fibra
óptica
• Cobertura limitada (del
cableado)
• Alto costo de operación
mensual
• Costos dependientes de la
distancia
• Requiere contratación de la
línea ante una compañía
telefónica
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Fibra óptica vs. vía satélite
Desventajas vía satélite
Ventajas vía satélite
• Gran ancho de banda
• Gran cobertura nacional
e internacional
• Costo insensible a la
distancia
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• Costo de operación mensual muy alto.
• Retardo de 1/2 segundo
• Inversión inicial en equipo de
comunicaciones muy costoso (estaciones
terrenas y demás dispositivos).
• Muy sensible a factores atmosféricos
• Sensible a la interferencia y ruido
• Sensible a eclipses
• Requiere de personal especializado
• El mantenimiento corre a cargo del
usuario
• No recomendable para aplicaciones de
voz
• Hace uso del espectro radioeléctrico
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Los Infrarrojos
Las señales infrarrojas pueden ser
usadas para comunicación de corto
alcance en un área cerrada usando
propagación Línea de vista.
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El Espectro de la Luz y la
Respuesta del Ojo Humano
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El standard RC-5
some quasi-standards do exist. These include RC-5, RC-6, and REC-80. In
addition, many manufacturers such as NEC have also established their own
standards.
The RC-5,developed by Philips, is a biphase code in which each bit has a
uniform duration.
The logical value of the bit is based on a transition that occurs in the middle
of the defined time interval assigned to each bit.
A high-to-low transition defines a “0" and a low-to-high transition defines a
“1". If two or more of the same bit are sent, a transition at the beginning of
each bit time is needed to set the signal to the proper start level
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El standard RC-5
In the RC-5 standard, every command is 14 bits long. The first two bits
are initialization or start bits. These allow the receiver to synchronize to
the transmitter and adjust the automatic gain
control. The next bit, the toggle bit, changes state with every new key
press. This enables the receiver to unambiguously recognize that a
particular key has been pressed multiple times in succession. The toggle
bit is followed by an identifying address which allows the remote control
to identify which device (TV, VCR, CD Player etc.) should respond to the
command. The address is followed a code sequence identifying the
button pressed.
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El standard RC-5
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The basic timing is derived from a 36KHZ oscillator. The code is
transmitted in biphase format. In this system, a logic 1 is transmitted as a
half bit time without signal, followed by a half bit time with signal. A logic
0 has exactly the opposite structure.
Each half bit consists of 32 shorter pulses. Each transmitted bit has a
length of 1.778 msec, the shorter pulses have a pulse width of 6.9444 msec
on time and 20.8332 msec off time. A complete dataword has a length of
24.889 msec, and is always transmitted completely. If the key is held
pressed the code is repeated in intervals of 64 bit times (ie 113.778
msec).
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The RC5 code
allows 2048 commands to be transmitted divided into 32 addressable
groups of 64 commands each.
These have been assigned as
follows:
Command code
0-9
System address
Equipment
Function
23
bass -
0-9
24
treble +
12
standby
25
treble -
0
TV set
13
mute
26
balance right
2
Teletext
14
presets
27
balance left
5
Video recorder
16
volume +
48
pause
7
experimental
17
volume -
50
fast reverse
16
preamplifier
18
brightness +
52
fast forward
17
receiver/tuner
19
brightness -
53
play
18
recorder
tape/cassette
20
colour saturation +
54
stop
21
colour saturation -
19
experimental
55
record
22
bass +
63
system select
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RC-6
Recently introduced by Philips, the originator of RC-5, the new RC-6
expands on the structure of the RC-5.
Each command consists of a header field, control field, and information
field, with a defined “signal free time” between commands.
The information field, which may be one to sixteen bytes in length, is
designed to accommodate the complex needs of the upcoming generation
of remote controls
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REC-80
Popularized by Panasonic, the REC-80 code uses space
width modulation. Each bit consists of a high level of
fixed time T, followed by a low level that varies in width.
A space that is 2T represents a logic “0", and a space that
is 3T represents a logic “1".
(Note that a “1" has a longer space than a “0," even though the pulses are the same length.)
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SONY
Sony uses a pulse-coded signal in which the length of the pulse is varied, and the
length of the space is constant.
In addition to these various encoding techniques, different manufacturers will
change the length of the preamble, address, and data, and may add redundant bits
for error checking. Some also include “change bits” which allow the receiver to
detect if a button is depressed twice.
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CD mode
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
+10
REPEAT
A -> B
SHUFFLE
F.REV
F.FWD
PLAY
REV
FWD
PAUSE
STOP
TUNER mode
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
+10
San Luis Potosí
000000010001
100000010001
010000010001
110000010001
001000010001
10100001001
011000010001
111000010001
000100010001
000001010001
111000010001
001101010001
010101010001
101011010001
000011010001
100011010001
010011010001
010111010001
110111010001
100111010001
000111010001
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SONY
Binary codes for SONY remote control
000000010110
100000010110
010000010110
110000010110
001000010110
101000010110
011000010110
111000010110
000100010110
100100010110
011001010110
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REMOTE CONTROL CIRCUITS
Thanks to today’s sophisticated integrated circuits, remote controls consist of little more
than a keypad and an “Application Specific Integrated Circuit.” A typical circuit diagram
using the Innotech Systems’ IC4001 is shown below.
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Infrarrojo/Laser
Las transmisiones de laser de infrarrojo directo envuelven las mismas
técnicas empleadas en la transmisión por fibra óptica, excepto que el
medio en este caso es el aire libre. El láser tiene un alcance de hasta 10
millas, aunque casi todas las aplicaciones en la actualidad se realizan a
distancias menores de una milla.
Típicamente, las transmisiones en infrarrojo son utilizadas donde la
instalación de cable no es factible entre ambos sitios a conectar. Las
velocidades típicas de transmisión a esas distancias son 1.5 Mbps.
La ventaja del laser infrarrojo es que no es necesario solicitar permiso
ante las autoridades para utilizar esta tecnología. Debe de tenerse
mucho cuidado, en la instalación ya que los haces de luz pueden dañar
al ojo humano. Por lo que se requiere un lugar adecuado para la
instalación del equipo. Ambos sitios deben de tener línea de vista.
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Infrarrojo/Laser
Para distancias cortas las transmisiones vía laser/infrarrojo son una
excelente opción. Lo cual resulta en poco tiempo más económico que el
empleo de estaciones terrenas de microondas. Se utiliza bastante para
conectar LANs localizadas en diferentes edificios.
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Infrarrojo/Laser
Fabricante: Cablefree Solutions Ltd.
Modelo: Cablefree 622
Velocidad: 1 a 622 Mbps en rangos
de 200 m, 500m, 1 Km y 2 Km.
Longitud de Onda de operación: 785nm
Fabricante: CANON, Inc.
Modelo: Canobeam III, DT-50 series
Velocidad: hasta 622Mbps hasta 2 km.
Redes soportadas: ATM, FDDI, y Fast Ethernet.
Longitud de Onda de operación: 785-1550nm
Fabricante: FSona Optical Wireless
Modelo: SONAbeam 52-M
Velocidad: 1.5 a 52 Mbps a 200 a 4250 metros
Redes soportadas: N x T1/E1, DS3, E3, OC1/STM-0 y SONET SDH standards.
Longitud de Onda de operación: 1550 nm
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