En telecomunicaciones , un repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal y la retransmite. Los repetidores se utilizan para ampliar las transmisiones de modo que la señal pueda cubrir distancias más largas o ser recibida al otro lado de una obstrucción. Algunos tipos de repetidores transmiten una señal idéntica, pero alteran su método de transmisión, por ejemplo, en otra frecuencia o velocidad en baudios .
Hay varios tipos diferentes de repetidores: un repetidor telefónico es un amplificador en una línea telefónica , un repetidor óptico es un circuito optoelectrónico que amplifica el haz de luz en un cable de fibra óptica ; y un repetidor de radio es un receptor y transmisor de radio que retransmite una señal de radio.
Una estación repetidora de transmisión es un repetidor utilizado en transmisiones de radio y televisión .
Cuando una señal portadora de información pasa a través de un canal de comunicación , se degrada progresivamente debido a la pérdida de potencia. Por ejemplo, cuando una llamada telefónica pasa a través de una línea telefónica alámbrica , parte de la potencia de la corriente eléctrica que representa la señal de audio se disipa en forma de calor en la resistencia del cable de cobre. Cuanto más largo sea el cable, más potencia se pierde y menor es la amplitud de la señal en el extremo más alejado. Por lo tanto, con un cable lo suficientemente largo, la llamada no será audible en el otro extremo. De manera similar, cuanto mayor sea la distancia entre una estación de radio y un receptor , más débil será la señal de radio y peor será la recepción. Un repetidor es un dispositivo electrónico en un canal de comunicación que aumenta la potencia de una señal y la retransmite , lo que le permite viajar más lejos. Dado que amplifica la señal, requiere una fuente de energía eléctrica .
El término "repetidor" se originó con la telegrafía en el siglo XIX y se refería a un dispositivo electromecánico (un relé ) utilizado para regenerar señales telegráficas. [1] [2]
El uso del término ha continuado en telefonía y comunicaciones de datos .
En redes de computadoras , debido a que los repetidores funcionan con la señal física real y no intentan interpretar los datos que se transmiten, operan en la capa física , la primera capa del modelo OSI ; un repetidor Ethernet multipuerto generalmente se denomina concentrador .
Esto se utiliza para aumentar el alcance de las señales telefónicas en una línea telefónica.
Se utilizan con mayor frecuencia en líneas troncales que transportan llamadas de larga distancia . En una línea telefónica analógica que consta de un par de cables, consta de un circuito amplificador hecho de transistores que utilizan energía de una fuente de corriente continua para aumentar la potencia de la señal de audio de corriente alterna en la línea. Dado que el teléfono es un sistema de comunicación dúplex (bidireccional), el par de cables transporta dos señales de audio , una en cada dirección. Por lo tanto, los repetidores telefónicos tienen que ser bilaterales, amplificando la señal en ambas direcciones sin causar retroalimentación, lo que complica considerablemente su diseño. Los repetidores telefónicos fueron el primer tipo de repetidor y fueron algunas de las primeras aplicaciones de amplificación. El desarrollo de los repetidores telefónicos entre 1900 y 1915 hizo posible el servicio telefónico de larga distancia. Ahora, la mayoría de los cables de telecomunicaciones son cables de fibra óptica que utilizan repetidores ópticos (abajo).
Antes de la invención de los amplificadores electrónicos, se utilizaban micrófonos de carbón acoplados mecánicamente como amplificadores en repetidores telefónicos. Después de principios del siglo XX se descubrió que las lámparas de mercurio de resistencia negativa podían amplificar, y se utilizaron. [3] La invención de los repetidores de tubo de audión alrededor de 1916 hizo que la telefonía transcontinental fuera práctica. En la década de 1930, los repetidores de tubo de vacío que usaban bobinas híbridas se volvieron comunes, lo que permitió el uso de cables más delgados. En la década de 1950, los dispositivos de ganancia de impedancia negativa fueron más populares, y una versión transistorizada llamada repetidor E6 fue el último tipo principal utilizado en el Sistema Bell antes de que el bajo costo de la transmisión digital hiciera obsoletos todos los repetidores de banda vocal . Los repetidores de rana de frecuencia fueron comunes en los sistemas de multiplexación por división de frecuencia desde mediados hasta fines del siglo XX.
Se trata de un tipo de repetidor telefónico utilizado en cables de telecomunicaciones submarinos .
Esto se utiliza para aumentar el alcance de las señales en un cable de fibra óptica . La información digital viaja a través de un cable de fibra óptica en forma de pulsos cortos de luz. La luz está formada por partículas llamadas fotones , que pueden ser absorbidas o dispersadas en la fibra. Un repetidor de comunicaciones ópticas generalmente consta de un fototransistor que convierte los pulsos de luz en una señal eléctrica, un amplificador para aumentar la potencia de la señal, un filtro electrónico que remodela los pulsos y un láser que convierte la señal eléctrica nuevamente en luz y la envía por la otra fibra. Sin embargo, se están desarrollando amplificadores ópticos para repetidores para amplificar la luz en sí sin la necesidad de convertirla primero en una señal eléctrica.
Este sistema se utiliza para ampliar el rango de cobertura de una señal de radio. La historia de los repetidores de radiocomunicación comenzó en 1898 con la publicación de Johann Mattausch en la revista austríaca Zeitschrift für Electrotechnik (v. 16, 35 - 36). [2] [4] Pero su propuesta "Traductor" era primitiva y no era adecuada para su uso. El primer sistema de retransmisión con repetidores de radio que realmente funcionó fue el inventado en 1899 por Emile Guarini-Foresio. [2]
Un repetidor de radio generalmente consta de un receptor de radio conectado a un transmisor de radio. La señal recibida se amplifica y se retransmite, a menudo en otra frecuencia, para proporcionar cobertura más allá de la obstrucción. El uso de un duplexor puede permitir que el repetidor utilice una antena para recibir y transmitir al mismo tiempo.
Los repetidores de radio mejoran la cobertura de las comunicaciones en sistemas que utilizan frecuencias que normalmente tienen propagación en línea de visión . Sin un repetidor, estos sistemas están limitados en su alcance por la curvatura de la Tierra y el efecto de bloqueo del terreno o de los edificios altos. Un repetidor en la cima de una colina o en un edificio alto puede permitir que las estaciones que están fuera del alcance de la línea de visión de las demás se comuniquen de manera confiable. [5]
Los repetidores de radio también pueden permitir la traducción de un conjunto de frecuencias de radio a otro, por ejemplo para permitir que dos agencias de servicio público diferentes interoperen (por ejemplo, los servicios de policía y bomberos de una ciudad, o los departamentos de policía vecinos). También pueden proporcionar enlaces a la red telefónica pública conmutada [6] [7] o a la red satelital ( BGAN , INMARSAT , MSAT ) como una ruta alternativa desde el origen hasta el destino. [8]
Normalmente, una estación repetidora escucha en una frecuencia, A, y transmite en una segunda, B. Todas las estaciones móviles escuchan señales en el canal B y transmiten en el canal A. La diferencia entre las dos frecuencias puede ser relativamente pequeña en comparación con la frecuencia de operación, digamos un 1%. A menudo, la estación repetidora utilizará la misma antena para transmisión y recepción; filtros altamente selectivos llamados "duplexores" separan la débil señal recibida entrante de la señal transmitida saliente miles de millones de veces más potente. A veces se utilizan ubicaciones de transmisión y recepción separadas, conectadas por una línea de cable o un enlace de radio. Si bien la estación repetidora está diseñada para recepción y transmisión simultáneas, las unidades móviles no necesitan estar equipadas con los voluminosos y costosos duplexores, ya que solo transmiten o reciben en cualquier momento.
Las unidades móviles de un sistema repetidor pueden estar provistas de un canal de "intercomunicación" que permite la operación directa de móvil a móvil en un solo canal. Esto puede utilizarse si se está fuera del alcance del sistema repetidor o para comunicaciones que no requieren la atención de todos los móviles. El canal de "intercomunicación" puede ser la frecuencia de salida del repetidor; el repetidor no retransmitirá ninguna señal en su frecuencia de salida. [9]
Un diseñador de sistemas de comunicación por radio analizará el área de cobertura deseada y seleccionará ubicaciones de repetidores, elevaciones, antenas, frecuencias operativas y niveles de potencia para permitir un nivel predecible de comunicación confiable en el área de cobertura diseñada.
Los repetidores se pueden dividir en dos tipos según el tipo de datos que manejan:
Este tipo se utiliza en canales que transmiten datos en forma de señal analógica en la que el voltaje o la corriente es proporcional a la amplitud de la señal, como en una señal de audio. También se utilizan en líneas troncales que transmiten múltiples señales mediante multiplexación por división de frecuencia (FDM). Los repetidores analógicos están compuestos por un amplificador lineal y pueden incluir filtros electrónicos para compensar la distorsión de frecuencia y fase en la línea.
El repetidor digital se utiliza en canales que transmiten datos mediante señales digitales binarias , en las que los datos se presentan en forma de pulsos con solo dos valores posibles, que representan los dígitos binarios 1 y 0. Un repetidor digital amplifica la señal y también puede resincronizar y reconfigurar los pulsos. Un repetidor que realiza las funciones de resincronización o resincronización puede denominarse regenerador .