Ejercicios: Las telecomunicaciones

En toda comunicación hay tres piezas: quien envía (emisor), el camino por el que viaja la señal (medio) y quien la recibe (receptor). Identifica esas tres piezas en cada situación: (a) enviar un mensaje con el celular; (b) ver un video en la laptop; (c) jugar en línea con la consola.

La figura muestra el esquema de cualquier comunicación: un emisor envía un mensaje que llega a un receptor, pero el elemento central está tapado con un signo de interrogación, como se muestra en el esquema.

¿Qué elemento del esquema está tapado? Pon dos ejemplos de ese elemento, uno con cable y otro sin cable, y explica qué ocurriría con el mensaje si ese elemento desapareciera.

Clasifica estos medios de transmisión en «con cable» y «sin cable»: par trenzado, wifi, fibra óptica, bluetooth, cable coaxial, redes móviles 4G. Explica con una frase qué diferencia hay entre los dos grupos.

¿Verdadero o falso? Justifica cada respuesta: (a) la fibra óptica transmite la información como pulsos de luz; (b) el bluetooth está pensado para distancias muy cortas; (c) el wifi viaja por el aire como ondas de radio; (d) el control remoto del televisor puede funcionar a kilómetros de distancia.

Relaciona cada aparato con el medio que usa para comunicarse: (a) el control remoto del televisor, (b) unos audífonos inalámbricos, (c) el celular cuando vas por la calle, (d) la computadora del aula conectada al router. Medios: 1. bluetooth; 2. infrarrojos; 3. cable de red (par trenzado); 4. red móvil 4G o 5G.

Cuando se contrata internet «de $600$ megas», esos megas son megabits por segundo ($\text{Mbps}$). Explica con el símil de una tubería o de una carretera qué significa que una conexión tenga más megas que otra y qué nota una familia al usarla.

Ordena estos medios de menor a mayor alcance típico y explica el criterio que has seguido: infrarrojos, satélite, wifi, bluetooth, redes móviles 4G.

Las conexiones anuncian una velocidad de bajada y otra de subida. Explica qué es descargar (bajada) y qué es subir datos, y pon un ejemplo cotidiano de cada acción: una en la que uses la bajada y otra en la que uses la subida.

La figura muestra una tabla que compara varios medios de transmisión, pero algunas casillas están por completar, como se muestra en el esquema.

Completa las tres casillas marcadas con «?» razonando a partir de las demás filas. Después explica qué medio de la tabla elegirías para conectar por cable dos edificios de la escuela que están a $300\ \text{m}$ y por qué.

El wifi de tu casa va mucho peor en el cuarto más alejado del router. Explícalo pensando en qué les pasa a las ondas de radio con la distancia y al atravesar paredes, y razona por qué con un cable de red no ocurre esa pérdida.

La fibra óptica ha sustituido al viejo ADSL de cobre en muchas casas. Explica qué diferencia hay entre enviar la información como pulsos de luz o como corriente eléctrica y razona por qué la fibra alcanza velocidades mucho mayores y se degrada menos con la distancia.

El control remoto del televisor no funciona si te pones detrás de la puerta, pero el control de la consola sigue funcionando aunque esté dentro de una mochila. Relaciónalo con el medio que usa cada uno (infrarrojos frente a bluetooth), explica qué es la «línea de visión directa» y en qué situaciones es un problema.

Tu familia paga $300\ \text{Mbps}$ de fibra, pero el test de velocidad da $280\ \text{Mbps}$ con la computadora conectada por cable y solo $60\ \text{Mbps}$ con la laptop por wifi al fondo de la casa. Analiza dónde se «pierden» esos megas y propón dos formas de recuperarlos.

En un pueblo sin fibra ni cable de cobre, la única opción es internet por satélite. Explica cómo viajan los datos en ese caso (de la antena de la casa al satélite y de vuelta), qué gran ventaja tiene ese medio y qué inconvenientes imaginas: el tiempo que tarda la señal en subir y bajar, las tormentas...

La figura compara las velocidades típicas de cuatro medios de transmisión, como se muestra en el gráfico.

Ordena los cuatro medios de más lento a más rápido y elige el más adecuado para cada situación, justificándolo: (a) unos audífonos sin cable; (b) ver una película en alta calidad; (c) la computadora de escritorio de casa; (d) el celular en la guagua. Fíjate en que la barra del bluetooth casi no se ve: ¿qué te dice eso de para qué sirve (y para qué no) ese medio?

Tu celular se conecta solo al wifi de casa y usa los datos móviles (4G) cuando estás en la calle. Explica qué diferencia hay entre ambos medios en alcance y en quién «paga» el tráfico, y razona por qué conviene descargar archivos grandes estando conectado al wifi.

En una casa hay fibra de $600\ \text{Mbps}$, pero la computadora del desván, conectada por wifi, solo alcanza $30\ \text{Mbps}$. Analiza dónde está el cuello de botella (¿la fibra o el tramo inalámbrico?) y propón dos soluciones técnicas distintas (cablear el cuarto, instalar un punto de acceso o un adaptador PLC que usa la instalación eléctrica), comparándolas.

Una familia duda entre dos ofertas: fibra fija de $100\ \text{Mbps}$ o un router 4G de $50\ \text{Mbps}$ que «puedes llevarte a cualquier casa». Compara ambas opciones pensando en velocidad, estabilidad, posibles límites de datos y qué pasaría con cuatro personas conectadas a la vez, y haz una recomendación razonada.

Estás en una videollamada desde casa (conectado por wifi a tu router de fibra) con tu tío, que camina por la calle conectado a una red 4G. De repente, la imagen de tu tío se congela y su voz desaparece, pero él te escribe por el chat diciendo que a ti te ve y te oye con total fluidez. Analiza la cadena de comunicación (identificando emisor, medios guiados y no guiados, y receptor), deduce razonadamente en qué tramo se encuentra con mayor probabilidad el fallo descartando los tramos que funcionan bien, y explica qué transformación física sufre la señal cuando pasa del cable de fibra óptica al aire de la red móvil.

Tus audífonos bluetooth se cortan si dejas el celular en el cuarto y te vas a la cocina, pero el altavoz wifi de la casa suena en todas partes. Explica la diferencia de alcance y de consumo de batería entre ambos medios, qué papel juegan las paredes y razona qué pasaría si los audífonos usaran wifi en lugar de bluetooth.

Una casa de campo sin fibra quiere internet para trabajar a diario. Evalúa tres alternativas (router 4G si hay cobertura, conexión por satélite, antena de radioenlace con el pueblo cercano) comparando alcance, velocidad y dificultad de instalación, y recomienda una con argumentos.

A bordo de un crucero en alta mar no es posible conectarse a las antenas 4G de la costa ni tender un cable directo. El barco utiliza una conexión por satélite de $50\ \text{Mbps}$, pero los pasajeros notan que es imposible mantener videollamadas fluidas o jugar en línea por el enorme retraso de la señal (latencia superior a $600\ \text{ms}$), y que el servicio se corta durante las tormentas. Justifica por qué las antenas terrestres de telefonía no sirven en alta mar, explica el recorrido de la señal hasta tierra justificando la causa de ese gran retraso frente a la fibra óptica terrestre, y razona por qué la lluvia densa bloquea las microondas del satélite.

Un videojuego ocupa $60\ \text{GB}$ y tu conexión descarga a $100\ \text{Mbps}$. Recuerda que $1$ byte son $8$ bits: convierte primero los megabits por segundo a megabytes por segundo, calcula después el tiempo teórico de descarga del juego (usa el convenio escolar $1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$) y explica por qué en la realidad tardará algo más.

Un amigo afirma: «En el futuro los cables desaparecerán y todo será inalámbrico». Argumenta a favor y en contra usando lo que sabes de alcance, velocidad y estabilidad de cada medio, piensa en quién lleva el tráfico entre ciudades y termina con tu conclusión razonada.

Reto del tema. ¡Conviértete en el administrador de redes de tu hogar! Tu misión es auditar tu red doméstica, analizar cómo viaja la información y proponer mejoras en un breve informe con LibreOffice.

1. Mapeo de la red: Identifica y dibuja los elementos de tu red (router, ONT o repetidores) y lista al menos cinco dispositivos conectados, indicando su medio de transmisión (cable de red o wifi).

2. Toma de datos reales: Realiza un test de velocidad online midiendo latencia (en $\text{ms}$) y velocidad de bajada (en $\text{Mbps}$) en dos puntos: junto al router y en la habitación más alejada. Anota los datos reales en una tabla (por ejemplo, $42,5\text{ Mbps}$ frente a $12,3\text{ Mbps}$) y calcula la pérdida.

3. El viaje de los datos: Explica brevemente el camino que recorre un paquete de datos desde que tu celular busca un video hasta que llega a los servidores de internet mediante las telecomunicaciones de tu proveedor (fibra o radiofrecuencia).

4. Propuesta técnica: Plantea dos soluciones justificadas para optimizar la cobertura o mejorar la seguridad de la configuración del router (cambio de ubicación, frecuencia de $5\text{ GHz}$, contraseñas robustas).

Se valorará:

• Identificación correcta de los elementos de red y sus medios de transmisión.

• Precisión en la recogida de datos reales y comparativa numérica.

• Comprensión del viaje de la información a través de las telecomunicaciones.

• Justificación técnica y coherencia de las mejoras propuestas.