GUIAS DE ONDA

DEFINICIÓN 

Una guía de onda es un tubo conductor a través del cual se transmite la energía en la forma de ondas electromagnéticas. El tubo actúa como un contenedor que confina las ondas en un espacio cerrado. El efecto de [Faraday] atrapa cualquier campo electromagnético fuera de la guía. Una guía de onda es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas. El medio dieléctrico en el que esta propagación se produce está limitado, ya sea por u material conductor (microondas y radiofrecuencia) o por otro dieléctrico (para frecuencias ópticas). La primera guía de onda fue propuesta por Joseph John Thomson en 1893 y experimentalmente verificada por O. J. Lodge en 1894. El análisis matemático de los modos de propagación de un cilindro metálico hueco fue realizado por primera vez por Lord Rayleigh en 1897. Dado que la energía se transporta por ondas electromagnéticas, las características de las guías de onda tales como impedancia, potencia y atenuación se expresan tales como campos eléctricos y magnéticos característicos.

CLASES DE GUÍAS DE ONDA 

Guía de onda rectangular: (circular, elíptica): Son aquellas cuya sección transversal es rectangular.
Guía de onda de haz: Guía de Onda constituida por una sucesión de lentes o espejos, capaz de guiar una onda electromagnética.

Guía de onda tabicada: Formada por dos cilindros metálicos coaxiales unidos en toda su longitud por un tabique radial metálico.Guía de onda acanalada, guiada en V; guiada en H: Guía de onda rectangular que incluye resaltes conductores interiores a lo largo de una de cada una de las paredes de mayor dimensión.
Guía de onda carga periódicamente: Guía de onda en las que la propagación viene determinada por las variaciones regularmente espaciadas de las propiedades del medio, de las dimensiones del medio o de las superficie de contorno.
Guía de onda dieléctrica: Formada íntegramente por uno o varios materiales dieléctricos, sin ninguna pared conductora.

GUÍAS DE ONDA DE SECCIÓN RECTANGULAR

Las guías de onda rectangulares son las formas más comunes de guías de onda. La energía electromagnética se propaga a través del espacio libre como ondas electromagnéticas transversales (TEM) con un campo magnético, un campo eléctrico, y una dirección de propagación que son mutuamente perpendiculares. Una onda no puede viajar directamente hacia abajo de una guía de onda sin reflejarse a los lados, porque el campo eléctrico tendría que existir junto a una pared conductiva. Si eso sucediera, el campo eléctrico haría un corto circuito por las paredes en sí. Para propagar una onda TEM exitosamente a través de una guía de onda, la onda debe propagarse a lo largo de la guía en forma de zig-zag, con el campo eléctrico máximo en el centro de la guía y cero en la superficie de las paredes.

Read More

FIBRA OPTICA

PROPIEDADES DE LA LUZ

Algunas propiedades de la luz dependen del tipo de fuente luminosa que las emita, como el color, la intensidad…
Sin embargo, existen otras propiedades como la reflexión y la refracción, que son comunes a todos los tipos de la luz.

La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca contra un cuerpo.

Los espejos son cuerpos opacos, con una superficie lisa y pulimentada, capaces de reflejar la luz que reciben.
Los espejos pueden ser planos o esféricos.
Los espejos planos forman imágenes igual de grandes que los objetos que las originan.
Los espejos esféricos forman imágenes distorsionadas.

La refracción de la luz. Es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando pasa de un medio a otro diferente, por ejemplo, cuando pasa del aire al agua.

La refracción de la luz sirve para ver los objetos con un tamaño diferente del real. Esto se consigue con el uso de lentes.Las lentes son cuerpos trasparentes con la superficie curva que refractan la luz. Pueden ser:

• CONVERGENTES 
• DIVERGENTES

CARACTERÍSTICAS DE LAS FIBRAS ÓPTICAS

La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.

Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con un índice de refracción ligeramente menor (plástico). Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.

En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.



CABLES DE FIBRA ÓPTICA

Se pueden realizar diferentes clasificaciones acerca de las fibras ópticas, pero básicamente existen dos tipos: fibra multimodo y monomodo. 

Fibras multimodo. El término multimodo indica que pueden ser guiados muchos modos o rayos luminosos, cada uno de los cuales sigue un camino diferente dentro de la fibra óptica. Este efecto hace que su ancho de banda sea inferior al de las fibras monomodo. Por el contrario los dispositivos utilizados con las multimodo tienen un coste inferior (LED). Este tipo de fibras son las preferidas para comunicaciones en pequeñas distancias, hasta 10 Km.

Fibras monomodo. El diámetro del núcleo de la fibra es muy pequeño y sólo permite la propagación de un único modo o rayo (fundamental), el cual se propaga directamente sin reflexión. Este efecto causa que su ancho de banda sea muy elevado, por lo que su utilización se suele reservar a grandes distancias, superiores a 10 Km, junto con dispositivos de elevado coste (LÁSER).

CONECTORIZACIÓN PARA FIBRA ÓPTICA 

ENVOLVENTES DE LA FIBRA ÓPTICA 

TÉCNICAS DE VERIFICACIÓN EN FIBRA ÓPTICA 

1ª Etapa: Recepción del suministro.
- Localización defectos de fabricación.

- Localización defectos por transporte.

2ª Etapa: Realización del conexionado.

- Localización defectos de instalación.

- Localización defectos en el montaje de conectores en campo.

- Localización defectos en el proceso de empalmes de las fibras ópticas.

3ª Etapa: Ensayo de aceptación.

- Certificación de la red.

- Cumplimiento con especificaciones de servicio.




                              

Read More

PAR TRENZADO

CABLE DE CATEGORÍA 6

El Cable de categoría 6, o Cat 6 (ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1) es un estándar de cables para Gigabit Ethernet y otros protocolos de redes que es retrocompatible con los estándares de categoría 5/5e y categoría 3. La categoría 6 posee características y especificaciones para evitar la diafonía (o crosstalk) y el ruido. El estándar de cable se utiliza para 10BASE-T, 100BASE-TX y 1000BASE-TX (Gigabit Ethernet). Alcanza frecuencias de hasta 250 MHz en cada par y una velocidad de 1 Gbps. La conexión de los pines para el conector RJ45 que en principio tiene mejor inmunidad a interferencia arriba de 100Mbps es el T568A

Los cables UTP Cat 5 y Cat 6 disponen de 4 pares de cables que se alojan en una funda de plástico o vinilo. Cada par de cables tienen un código de color con un cable que tiene un aislamiento de color solido y el otro cable un aislamiento rayado con el mismo color. Los cables sólidos y rayados del mismo color están trenzados para reducir las interferencias. Las vueltas tienden a anular las señales, tales como perturbaciones externas que son las mismas en los dos cables, pero la señal es transmitida solo en un cable.

Velocidad


El cable Cat 5 tiene una frecuencia nominal de ancho de banda de 100 MHz. Esta frecuencia te indica que el cable puede ser utilizado para redes Ethernet que funcionan a una velocidad de hasta 100 Mbps (megabits por segundo). El cable Cat 6 es probado para una frecuencia de 250 MHz. Esta alta frecuencia le permite a las redes con cables Cat 6 operar a 1000 Mbps o 1 gigabit de velocidad. En cualquier caso, los cables son compatibles, pudiendo correr los más lentos en las redes ethernet más viejas sin ningún problema.




Conectores


Los conectores para los cables CAT 5 y CAT 6 son idénticos. Ambas normas utilizan conectores RJ45, lo que significa que la velocidad de la red de los dos cables son completamente intercambiables. Los conectores RJ45 de 8 pines coinciden con el número de cables en ambos estándares. Los conectores RJ45 son muy fáciles y fiables de usar.


Estándares

CAT 5 es un estándar oficial de red, lo que significa que tienes asegurado un determinado nivel de rendimiento cuando compras un cable CAT 5. La norma oficial más rápida es CAT 5e, una versión más rápida de CAT 5 que puede alcanzar 350 Mbps. CAT 6, sin embargo, todavía no es un estándar oficial. Aunque algunos fabricantes son capaces de alcanzar 1 Mbps, otros sólo pueden alcanzar 600 Mbps. Se espera que CAT 6 se defina como un estándar formal en el futuro.


¿Por qué utilizar el cable CAT.6A blindado (F/UTP)?
Las características básicas del cable CAT.6A para transmisión en 10 Gbps sobre par trenzado, con frecuencias y parámetros de transmisión definidos hasta 500 MHz, son definidas por la norma ANSI/TIA-568-C.2. Debido a la alta frecuencia necesaria para atender esta tasa de transmisión, la norma incluye un parámetro de transmisión denominado Alien Crosstalk (ANEXT). A continuación, algunas preguntas y respuestas que facilitarán la comprensión de la importancia del blindaje en los cables CAT.6A.


¿En qué se basa el parámetro de transmisión Alien Crosstalk (ANEXT)?


Este parámetro, medido típicamente en laboratorio -cuyas condiciones para evaluación están especificadas por norma- se basa en una configuración "six around one" o seis cables agrupados alrededor de un cable víctima. El ensayo consiste en la medición, sobre el cable víctima, de los ruidos provenientes de los seis cables adyacentes.

¿Cómo es diseñado el cable CAT.6A no blindado (U/UTP) para minimizar los ruidos?

El cable CAT.6A sin ningún tipo de blindaje metálico exige tener un mayor diámetro para atender el parámetro del Alien Crosstalk. Para esto cuenta con espacios de aire entre sus elementos, lo que torna la cubierta del mismo ranurada y más gruesa. Al haber mayor distancia y mejor aislamiento entre cables, es posible garantizar un menor efecto de ruido de ANEXT, garantizando la transmisión en tasas de 10 Gbps.

¿Cuáles son las características constructivas del cable CAT. 6A blindado (F/UTP) para 10 Gbps?



• Uso de conductores 23AWG.

• Paso de contenedores bien cortos.

• Presencia del elemento de separación entre los pares.

• Cinta de blindaje.


¿Cuál es la principal ventaja del cable CAT.6A blindado (F/UTP) para transmisiones en 10 Gbps?

En este cable, los ruidos provenientes de los cables adyacentes no tienen efecto en función de la protección metálica existente. Eso hace que no exista la necesidad de espacios de aire y cubierta más gruesa, resultando en un menor diámetro del cable.

¿Qué tipos de ruido elimina el blindaje?

La cinta metálica actúa como una barrera previniendo, no sólo los ruidos de cables adyacentes, sino también ruidos EMI -de motores, máquinas, cables de energía- y ruidos RFI, de celulares, access points y radios.

¿Por qué el cable CAT.6A blindado (F/UTP) para transmisión en 10 GbE revolucionó el mercado?


Estos cables revolucionaron el mercado debido a la gran ventaja de su menor diámetro, además de un mayor headroom para transmisión en 10 GbE. Estudios demuestran que los cables blindados CAT.6A, CAT.7 y superiores siempre garantizan un mayor headroom para 10 GbE en par trenzado.

Read More

CABLE COAXIAL Y SUS CARACTERISTICAS

QUE ES?

Este tipo de cable esta compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este tipo de cables es el coaxial de televisión.

CARACTERISTICAS

Impedancia característica (Ohm): 

Es la relación tensión aplicada / corriente absorbida por un cable coaxial de longitud infinita. Puede demostrarse que, para un cable coaxial de longitud real conectado a una impedancia exactamente igual a la característica, el valor de la impedancia de la línea permanece igual al de la impedancia característica. 

Cabe recordar que en un sistema que trabaja a máxima eficiencia, la impedancia del transmisor, la del receptor y la del cable deben ser iguales, de no ser así se producirán reflexiones que degradarán el funcionamiento del sistema. 

La impedancia característica no depende de la longitud del cable ni de la frecuencia. Los valores nominales para los cables coaxiales son 50, 75 y 93 Ohm.

Impedancia transferencia (Ohm/m):

Define la eficiencia del blindaje del conductor externo. Expresada habitualmente en miliohm por metro. Cuanto más pequeño es el valor, mejor es el cable a los efectos de la propagación al exterior de la señal transmitida y de la penetración en el cable de las señales externas.

Capacidad (F/m): 

La capacidad de un cable es la magnitud eléctrica que indica las propiedades del dieléctrico, existente entre los dos conductores, para almacenar cargas eléctricas, cuando existe entre los conductores una diferencia de potencial. Se mide en faradios / (unidad de longitud) a una frecuencia de 1 kHz.

Velocidad de propagación (%): 

La velocidad de propagación es la velocidad con la que una señal eléctrica viaja en una línea de transmisión y se define como la relación, expresada en porcentaje, entre la velocidad de propagación en el cable y la velocidad en el espacio libre. Este valor depende, principalmente, de la constante dieléctrica del aislamiento, en particular, es de aproximadamente 85% para los cables con dieléctrico en PEE y 66% para aquellos con dieléctrico PE. También es conocido como un coeficiente (o factores) de la reducción

Atenuacion (dB/m): 

La atenuación significa la disminución de la amplitud y distorsión de una señal a lo largo de una línea de transmisión (cable coaxial). Los dos factores principales que causan atenuación son:

-La pérdida de resistencia de los conductores (debido a las pieles de efectos en alta frecuencia).
-La pérdida en el dieléctrico.

Potencia transmisible (W): 

Es la potencia que se puede transmitir a una determinada frecuencia sin que la temperatura del cable afecte el funcionamiento del mismo. Disminuye al aumentar la frecuencia y se mide en Watt. 

Tension de trabajo (kV): 

Es la máxima tensión entre el conductor externo e interno a la cual puede trabajar constantemente el cable sin que se generen las nocivas consecuencias del "efecto corona" (descargas eléctricas parciales que provocan interferencias eléctricas y, a largo plazo, la degradación irreversible del aislante). 

TIPOS DE COAXIAL

Coaxial grueso ( "thick" ):
Es el cable más utilizado en LAN´s en un principio y que aún hoy sigue usándose en determinadas circunstancias (alto grado de interferencias, distancias largas, etc.).
Los diámetros de su alma/malla son 2,6/9,5 mm. Y el del total del cable de 0,4 pulgadas (aprox. 1 cm.). Como conector se emplea un transceptor ("transceiver") relativamente complejo, ya que su inserción en el cable implica una perforación hasta su núcleo (derivación del cable coaxial mediante un elemento tipo "vampiro" o "grifo").

Coaxial fino ( "thin" ): 
Surgió como alternativa al cable anterior, al ser más barato,flexible y fácil de instalar. Los diámetros de su alma/malla son 1,2/4,4 mm, y el del cable sólo de 0,25 pulgadas (algo más de 0,5 cm.). Sin embargo, sus propiedades de transmisión (perdidas en empalmes y conexiones, distancia máxima de enlace, protección gerente a interferencias, etc.) son sensiblemente peores que las del coaxial grueso. Con este coaxial fino se utilizan conectores BNC ("British National Connector") sencillos y de alta calidad Ofrecen más seguridad que los de tipo "grifo", pero requieren un conocimiento previo de los puntos de conexión.
Hasta hace poco, era el medio de transmisión más común en las redes locales. El cable coaxial consiste en dos conductores concéntricos, separados por un dieléctrico y protegido del exterior por un aislante (similar al de las antenas de TV).
Existen distintos tipos de cable coaxial, según las redes o las necesidades de mayor protección o distancia. Este tipo de cable sólo lo utilizan las redes EtherNet.

Los elementos básicos de un cable coaxial son:

El conductor interior tiene el propósito transportar la señal y, en particular, mayor es su diámetro, menor es la atenuación resultante. Puede ser sencillo o en cadena, se compone de cobre desnudo, acero chapado en cobre o de cobre estañado, para facilitar la soldadura y proteger de la corrosión, o de cobre plateado para mejorar la propagación de la señal de la explotación total del "efecto piel". En la radiofrecuencia la señal se propaga sólo a través de la superficie del conductor para un espesor menor, cuanto más la frecuencia es elevada.

El dieléctrico es un material aislante colocada alrededor del conductor interno, con el fin de mantener el conductor exterior (pantalla) centrado con el anillo interior. Eso es generalmente constituido por polietileno compacto (PE) de espuma o físicamente (PEE GAS INJECTED) porque tiene un factor de pérdida baja y mantiene, con el tiempo, sus características mecánicas y eléctricas.

La cubierta protectora está hecha de cloruro de polivinilo (PVC) o polietileno (PE); tiene una doble función: 

-Protección del cable 

-Mantener adherido el conductor exterior al dieléctrico tanto a la capacidad como la impedancia a lo largo del cable. 

La cubierta protectora de PE se utiliza para la instalación subterránea. En cables más caros (solamente para exterior o para exigencias especiales) puede haber también unacinta de poliéster introducido entre la cubierta exterior y la trenza, que realiza las siguientes funciones básicas: se evita la salida de los residuos de PVC (cubierta externa) hacia el dieléctrico, protege la trenza durante la extrusión de la cubierta de posible oxidación y hace más fácil pelar del cable coaxial.

La trenza se caracteriza por el número de cables, por la sección de los cables individuales y la forma de trenzar, esto influye no sólo en la eficacia de blindaje, sino también en la impedancia de transferencia. El parámetro de evaluación para la construcción de la trenza es el porcentaje de cobertura.

Read More

CONCEPTOS DE MEDIOS DE TRANSMISIÓN

QUE ES?

Se denomina medio de transmisión al soporte físico mediante el cual el emisor y el receptor establecen la comunicación. Los medios de transmisión se clasifican en guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza mediante ondas electromagnéticas. 

GUIADOS

Los medios guiados conducen (guían) las ondas a través de un camino físico, ejemplos de estos medios son:

NO GUIADOS

Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos tenemos el aire,el vacío y ondas.

ANCHOS DE BANDA 

En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede enviar a través de una conexión de red en un período de tiempo dado. El ancho de banda se indica generalmente en bites por segundo (BPS), kilobites por segundo (kbps), o megabites por segundo (mps).

ATENUACIÓN

La atenuación es la perdida de la potencia de una señal. por ello para que la señal llegue con la suficiente energía es necesario el uso de amplificadores o repetidores.  La atenuación se incrementa con la frecuencia, con la temperatura y con el tiempo. De este modo, expresada en decibelios.

INTERFERENCIA

Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:

•Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.

•Destructiva: es la superposición de ondas en antifaces, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.

CONSTANTE DE PROPAGACIÓN 

La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción de voltaje o corriente en la distancia conforme a una onda se propaga a lo largo de la línea de transmisión. 

COEFICIENTE DE REFLEXIÓN 

El coeficiente de reflexión es utilizado en física y en Ingeniería cuando se consideran medios con discontinuidades en propagación de ondas. Un coeficiente de reflexión describe la amplitud (o la intensidad) de una onda reflejada respecto a la onda incidente. El coeficiente de reflexión está estrechamente relacionado con el coeficiente de transmisión.

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto. El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. 

EPECTRO RADIOELÉCTRICO

El espectro radioeléctrico es un concepto fundamental en materia de telecomunicaciones, que se encuentra asociado a las comunicaciones inalámbricas y puede ser entendido como el medio en el que se propagan las ondas electromagnéticas que son empleadas en dicho tipo de comunicaciones para transmitir información (datos, imágenes, voz, sonido, etc.).

MODELO  O.S.I

El modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) tiene siete capas. Este artículo las describe y explica sus funciones, empezando por la más baja en la jerarquía (la física) y siguiendo hacia la más alta (la aplicación). Las capas se apilan de esta forma:

•Aplicación

•Presentación

•Sesión

•Transporte

•Red

•Vínculo de datos

•Física

Read More