Todo sobre fibra Optica

Ejercicios de cable coaxial

Transmisor FM

Un Examen de 9

Ejemplo de carta de smith

Ejemplo 2.21

Ejemplo 2.5

Teoria de las guias de Onda

Son estructuras que consisten de un solo conductor. Hay dos tipos usados comúnmente: de sección rectangular y de sección circular. También hay elípticas y flexibles.


Sus pérdidas son menores que las de líneas de tx en las frecuencias usadas (arriba de 3 GHz); y también son capaces de transportar mayores potencias que una línea coaxial de las mismas dimensiones.

Ejercicio 2.38

UIT

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) es el organismo especializado de la Organización de las Naciones Unidas encargado deregular las telecomunicaciones a nivel internacional entre las distintas administraciones y empresas operadoras.

El día 3 de septiembre de 1934, se inició en Madrid (España) la reunión conjunta de la XIII Conferencia de la Unión Telegráfica Internacional (UTI), creada en París el 17 de mayo de 1865, y la III de la Unión Radiotelegráfica Internacional (URI) y el día 9 de diciembre del mismo año, en virtud de los acuerdos alcanzados en dicha reunión, se firmó el Convenio por el que se creaba la Unión Internacional de Telecomunicaciones que en el futuro sustituiría a los dos organismos anteriores (UTI y URI). El nuevo nombre comenzó a utilizarse a partir de enero de 1934.

Está compuesta por tres sectores:

§ UIT-T: Sector de Normalización de las Telecomunicaciones (antes CCITT).

§ UIT-R: Sector de Normalización de las Radiocomunicaciones (antes CCIR).

§ UIT-D: Sector de Desarrollo de las Telecomunicaciones de la UIT (nuevo).

La sede de la UIT se encuentra en Ginebra (Suiza).

En general, la normativa generada por la UIT está contenida en un amplio conjunto de documentos denominados Recomendaciones, agrupados por Series. Cada serie está compuesta por las Recomendaciones correspondientes a un mismo tema, por ejemplo Tarificación, Mantenimiento, etc. Aunque en las Recomendaciones nunca se "ordena", solo se "recomienda", su contenido, a nivel de relaciones internacionales, es considerado como mandatorio por las Administraciones y Empresas Operadoras.

ejercicio 2.2

Microcintas

Línea de transmisión constituida por una cinta conductora y una superficie conductora paralela de anchura muy superior; estos dos conductores son solidarios de las dos caras de un soporte dieléctrico de pequeño espesor.

La líneas de microcintas son ampliamente usadas para interconectar circuitos lógicos de alta velocidad en las computadoras digitales porque estas pueden ser fabricadas por técnicas automatizadas y ello proporciona una señal uniforme en toda la trayectoria.

La impedancia de una línea de microcinta está en función del ancho de la línea de cinta, el espesor de la línea de cinta, la distancia entre la línea y área de tierra, y la constante relativa del dieléctrico del material

Fibra Optica

En la actualidad vivimos en un mundo lleno de información, la información nos rodea por todas partes. Desde que surgió el telégrafo, y luego el teléfono, la radio, etc., cada día vemos como los medios de comunicación electrónicos se arraigan más dentro de la cultura y las actividades diarias de la sociedad actual. La televisión, la telefonía móvil, las comunicaciones satelitales son medios que permiten tener acceso a la información de manera rápida y mantenernos comunicados en cualquier momento. Pero hay un medio que se puede decir que es el centro mundial de la información, donde prácticamente todo es posible, este medio es el INTERNET.
El Internet se ha convertido en los últimos tiempos en un banco de datos e información al cual cualquier persona con una computadorapersonal, un modulador-demodulador (MODEM) y una línea telefónica, por ejemplo, puede tener acceso, y obtener tanta información como desee de una forma sencilla y rápida desde su hogar.
Se puede decir que cada día la cantidad de información que se encuentra en la red de redes es mayor, al igual que el número de personas que se conectan, y cada vez los usuarios desean tener servicios que necesitan mayor velocidad de transferencia de datos como conversaciones de voz y video, bajar grandes archivos, etc. por lo que ha sido necesario desarrollar un nuevo medio para la transmisión de la información, capaz de transferir los datos de una manera más eficaz, rápida y accesible para un gran número de personas. Este medio es la FIBRA ÓPTICA.
FIBRA ÓPTICA
Una fibra óptica es un filamento delgado y largo de un material dieléctrico transparente, usualmente vidrio o plástico de un diámetro aproximadamente igual al de un cabello (entre 50 a 125 micras) al cual se le hace un revestimiento especial, con ciertas características para transmitir señales de luz a través de largas distancias.
Un cable de fibra óptica está compuesto de las siguientes partes, tal como se señala en la Fig. 01:

• Núcleo: Es propiamente la fibra óptica, la hebra delgada de vidrio por donde viaja la luz.
• Revestimiento: Es una o más capas que rodean a la fibra óptica y están hechas de un material con un índice de refracción menor al de la fibra óptica, de tal forma que los rayos de luz se reflejen por el principio de reflexión total interna hacia el núcleo y permite que no se pierda la luz.
• Forro: Es un revestimiento de plástico que protege a la fibra y la capa media de la humedad y los maltratos.
• 

Fig. 01 – Partes componentes de la Fibra Óptica

Las fibras ópticas vienen en dos tipos:

• Las fibras multi-modo: Transmiten muchas señales por la fibra (usada en las redes de ordenadores , las redes de área local)
• Fibras unimodales: Transmiten una señal por la fibra (usada en teléfonos y la televisión por cable). Las fibras unimodales tienen núcleos muy delgados (cerca de 9 micrones de diámetro) y transmiten la luz láser infrarroja (longitud de onda = 1.300 a 1.550 nanómetros). Las fibras multi-modo tienen núcleos más grandes (cerca de 62,5 micrones de diámetro) y transmiten la luz infrarroja (longitud de onda = 850 a 1.300 nm) de diodos emisores de luz (LEDs).

Algunas fibras ópticas se pueden hacer de plástico. Estas fibras tienen una base grande (0,04 pulgadas o diámetro de 1 milímetro) y transmiten la luz roja visible (longitud de onda = 650 nm) de los LEDs.
FUNCIONAMIENTO DE LAS FIBRAS ÓPTICAS.
Las fibras ópticas funcionan gracias al principio de la reflexión total interna, ver Fig. 02, que se da debido a que la fibra o núcleo tiene un cierto índice de refracción superado por el del revestimiento, por lo tanto el rayo de luz, cuando se "desplaza" por la fibra y choca con la pared de ésta, se produce el mismo efecto que observan los buzos cuando están debajo del agua; éstos, cuando ven hacia arriba hacia la superficie del agua, pueden ver lo que está afuera pero sólo hasta cierto ángulo de la vertical, a partir de este ángulo sólo verán un reflejo de lo que esta alrededor de ellos; eso mismo pasa en la fibra, como si ésta fuera el agua, y el revestimiento el aire más arriba de la superficie, que tiene menor índice de refracción.
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Fig. 01 – Reflexión Total dentro de una Fibra Óptica

Los rayos de luz pueden entrar a la fibra óptica si el rayo se halla contenido dentro de un cierto ángulo denominado cono de aceptación. Un rayo de luz puede perfectamente no ser transportado por la fibra óptica si no cumple con el requisito del cono de aceptación. El cono de aceptación está directamente asociado a los materiales con los cuales la fibra óptica ha sido construida. La Fig. 03 ilustra todo lo dicho.
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Fig. 03 – Diagrama del Cono de Aceptación

Una vez que la luz entra en la fibra óptica dentro del cono de aceptación, es decir, que sí puede ser propagado dentro de esta, tiene diferentes opciones en su camino:

• Viajar en línea recta: Si la fibra está perfectamente recta, y el rayo de luz se hace entrar en una forma alineada exactamente igual que la fibra, este rayo puede ir por el centro de la fibra sin tocar en ningún momento las paredes de la fibra, de esta forma el rayo puede viajar distancias muy grandes y llegará de forma muy rápida al otro extremo de la fibra. Esto sería el caso del rayo que se muestra en la Fig. 03 con el color rojo. Esto nunca sucede, por dos cosas: una, que es muy difícil tener una fibra óptica perfectamente recta, y por otro lado, es difícil alinear el rayo de luz exactamente con la fibra.
• Viaje con rebote en las paredes: Esto es lo que sucede en la mayoría de los casos. La luz siempre entra con un cierto ángulo de apertura en el extremo de la fibra, lo que hace que desde el comienzo del camino el rayo vaya rebotando en las paredes, por lo que va a tardar un cierto tiempo más que el rayo que viaja sin rebotar. Por otro lado el rayo de luz no es un solo rayo como tal, en realidad es un haz de rayos, que pueden tardar diferentes tiempos en llegar al otro extremo, por lo que un mismo rayo tiene un cierto tiempo de duración mayor en el extremo que recibe que en el que manda. Los rebotes suceden además principalmente porque las fibras se colocan no siempre en línea recta, normalmente tienen dobleces y curvaturas que hacen que los rayos se vean forzados a rebotar muchas veces más que si fuera recto, pero incluso así, la fibra óptica puede transmitir esa luz una distancia de cientos de kilómetros sin necesidad de repetidoras, gracias a que el revestimiento no absorbe nada de la luz transmitida.
• Rayo fuera de la fibra: En algunos casos extremos puede suceder que si el cable es doblado muy abruptamente, la luz no pueda seguir rebotando y viajando a través de la fibra, y se salga de ésta, tal como si se introdujera en la fibra fuera del cono de aceptación. Esto sucede porque hay un ángulo crítico para el que para cierto ángulo menor si hay reflexión total interna, pero para un ángulo mayor no. Esto se muestra en la Fig. 3 como el rayo de color verde.

Por otro lado, algo de la señal es degradada dentro de la fibra, sobre todo debido a las impurezas en el cristal. El grado que la señal se degrade depende de la pureza del cristal y de la longitud de onda de la luz transmitida (por ejemplo, 850 nm = 60 a 75 %/km; 1.300 nm = 50 a 60 %/km; 1.550 nm es mayores de 50 %/km). Algunas fibras ópticas superiores demuestran mucho menos degradación de la señal (menos de 10 %/km en 1.550 nm).
SISTEMA DE RELÉS DE FIBRA ÓPTICA
Para entender cómo las fibras ópticas se utilizan en sistemas de comunicaciones, vamos mirar un ejemplo de una película de la guerra mundial II o documental donde dos naves navales en una flota necesitan comunicarse con uno a mientras que mantienen silencio en los radios o en mares tempestuosos. El capitán de una nave envía un mensaje a un marinero en cubierta. El marinero traduce el mensaje a código Morse (puntos y rayas) y envía el mensaje utilizando una luz como señal a la otra la nave. Un marinero en la cubierta de la otra nave ve el mensaje del código Morse, lo descifra y envía el mensaje al capitán.
Ahora, con la fibra óptica, se puede hacer esto entre dos puntos separado miles de kilómetros. Los sistemas de relés de fibra óptica están conformados de la siguiente manera:

• Transmisor: produce y codifica las señales de luz
• Fibra óptica: conduce la luz una distancia.
• Regenerador óptico: puede ser necesario para repotenciar la señal de luz (si son muy largas distancias y la luz se ha degradado al extremo).
• Receptor óptico: recibe y descifra las señales de luz.

A posterior se analizara con un poco en detalle cada uno de estos:
Transmisor
El transmisor es como el marinero en la cubierta de la nave que envía el mensaje en forma de luz. Recibe y ordena el dispositivo óptico para dar encender y apagar la luz en la secuencia correcta, generando así la señal de luz.
El transmisor está físicamente cerca de la fibra óptica y puede incluso tener una lente para enfocar la luz en la fibra. Un transmisor pudiese ser los lasers, pues tienen más energía que los LED, pero varían más con los cambios de temperatura y son más costosos. Las longitudes de onda más comunes de señales ligeras son 850 nm, 1.300 nm, y 1.550 nm. las porciones del nm (infrarrojo, no-visible del espectro).
Regenerador Óptico
Según lo mencionado anteriormente, una cierta pérdida de la señal ocurre cuando la luz se transmite a través de la fibra, especialmente cuando son muy largas distancias, por ejemplo con los cables submarinos. Por lo tanto, unos o más regeneradores ópticos se empalman a lo largo del cable para repotenciar las señales de luz degradadas.
Un regenerador óptico consiste en fibras ópticas con una capa especial dopada. Esta porción dopada hace que se emita una nueva luz con un láser. Cuando la señal degradada viene en la capa dopada, la energía del láser permite que las moléculas dopadas se conviertan en los láser ellas mismas.
Las moléculas dopadas entonces emiten una nueva y más fuerte señal luz con las mismas características que la señal débil entrante. Básicamente, el regenerador es un amplificador del láser para la señal entrante.
Receptor Óptico
El receptor óptico es como el marinero en la cubierta de la nave de recepción. Toma las señales digitales entrantes, las descifra y envía la señal eléctrica a la computadora, a la TV o al teléfono http://216.239.39.120/translate_c?hl=en&ie=ISO-8859-1&oe=ISO-8859-1&langpair=en%7Ces&u=http://www.howstuffworks.com/tv.htm&prev=/language_tools
del otro usuario (atendiendo al capitán de la nave). El receptor utiliza una fotocélula o un fotodiodo para detectar la luz.
VENTAJAS DE LA FIBRA OPTICA
Es interesante la pregunta: ¿por qué la fibra óptica ha revolucionado las telecomunicaciones?.
Comparado al alambre de metal convencional (alambre de cobre), las fibras ópticas son:
- Menos costosa: Es más barato por unidad de longitud que el alambre de cobre, haciendo que las compañías de telecomunicaciones tengan que invertir menos en el cableado que si fuesen cables normales, de esta forma también pueden tener un servicio mas económico para el cliente.
- Diámetro reducido: Las fibras ópticas se pueden hacer de un diámetro más pequeño que el alambre de cobre.
- Capacidad de carga más alta: Como las fibras ópticas son más finas que los alambres de cobre, se puede "meter" un mayor número de fibras en un cable de cierto diámetro que alambres de cobre. Esto permite que haya más líneas telefónicas en un mismo cable o que a una casa llegue un mayor número de canales de televisión que si fuesen cables de cobre.
- Menos degradación de la señal: la pérdida de señal en fibra óptica es significativamente menor que en el alambre de cobre.
- Señales de luz: A diferencia de señales eléctricas en los alambres de cobre, las señales luz en un fibra óptica no interfieren con las de otras fibras en el mismo cable, pues no existe inducción magnética. Esto significa que las conversaciones de teléfono no tendrán interferencia entre sí o los canales de televisión.
- Menor gasto de energía: Como las señales de luz en las fibras ópticas se degradan menos que las señales eléctricas en los cables de metal, los transmisores no necesitan ser transmisores de alto voltaje sino transmisores de luz de poca potencia, lo cual da el mismo resultado o mejor y es más económico.
- Señales digitales: Las fibras ópticas son ideales para transmitir información digital, ya que dependen solamente de que haya luz o no la haya, por eso son muy utilizadas en las redes de computadoras.
- No Inflamable: Al no pasar electricidad a través de fibras ópticas, no hay riesgo de incendios.
- Ligero: Un cable óptico pesa menos que un cable de alambre de cobre de la misma longitud.
- Flexible: Por ser flexible y poder transmitir y recibir luz, se utilizan en muchas cámaras fotográ- ficas digitales flexibles para varios propósitos:
- Medicina: En los endoscopios y laparoscopios
- Mecánica: En la inspección de tuberías y motores (en aviones, cohetes, carros, etc.)
Por todas estas ventajas, la fibra óptica se ha popularizado en muchas industrias, pero sobre todo en las telecomunicaciones y redes de computadoras. Por ejemplo, en las llamadas por teléfono internacionales que se realizan a través de satélites se oye a menudo un eco en la línea mientras que con los cables de fibra óptica transatlánticos, se tiene una conexión directa sin ecos.
¿CÓMO SE HACEN LAS FIBRAS ÓPTICAS?
Las fibras ópticas se hacen del cristal óptico extremadamente puro. Por ejemplo, al ver una ventana de cristal transparente, cuanto más grueso es el cristal, menos transparente llega a ser debido a las impurezas en el cristal. Sin embargo, el cristal en una fibra óptica tiene muchísimo menos impurezas que el vidrio del cristal de una ventana. Una comparación de la calidad del cristal en una fibra óptica es la siguiente: si una persona estuviera navegando en un mar de kilómetros de profundidad que fuese de cristal de fibra óptica podría ver los peces en el fondo del océano.
La fabricación de fibras ópticas tiene diferentes etapas:

1. Fabricación de un cilindro de cristal.
2. Extracción de las fibras del cilindro.
3. Prueba final de las fibras.

Especificando un poco dichas etapas:
Fabricación del cilindro de cristal
El cristal para el objeto semi-trabajado es hecho por un proceso llamado deposición de vapor químico modificado (MCVD, en inglés), el cual se esquematiza en la Fig. 04.
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Fig. 04 – Esquema del MCVD

En MCVD, el oxígeno se burbujea a través de soluciones del cloruro del silicio (SiCl4), cloruro del germanio (GeCl4) y/o otros productos químicos. La mezcla exacta gobierna las características físicas y ópticas (índice de refracción, el coeficiente de la extensión, el punto de fusión, etc.). Los vapores del gas se conducen al interior de un tubo sintético de silicio o cuarzo (revestimiento) en un torno especial. Mientras el torno da vueltas, una antorcha se mueve arriba y abajo del exterior del tubo. El calor extremo de la antorcha hace dos cosas:
- El silicio y el germanio reaccionan con el oxígeno, formando el dióxido del silicio (SiO2) y dióxido del germanio (GeO2).
- El dióxido del silicio y del dióxido de germanio se unen en el interior del tubo y se funden juntos para formar el cristal.
El torno da vueltas constantemente para hacer una capa uniforme. La pureza del cristal es mantenida usando el plástico resistente a la corrosión en el sistema de la entrega del gas (bloques de la válvula, tuberías, sellos) y controlando el flujo y la composición de la mezcla.
Extracción de las fibras
Una vez realizado el cilindro se procede a colocarlo en una máquina que extrae de él las fibras. En la Fig. 05 se muestra de manera general el proceso de fabricación de la fibra óptica:
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Fig. 05 – Esquema general de fabricación

El operador enrosca la fibra sobre un carrete. El mecanismo del carrete tira lentamente la fibra de la máquina anterior calentando el cilindro y es controlado usando un micrómetro láser para medir el diámetro de la fibra y para alimentar la información de nuevo al mecanismo del tractor. Las fibras se tiran del cilindro a una velocidad de 10 a 20 m/s y el producto acabado se enrosca sobre el carrete. Normalmente los carretes pueden llegar a contener más de 2,2 kilómetros de fibra óptica, la presentación de estos carretes es mostrada en la Fig. 06.
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Fig. 06 – Presentación del producto acabado.

Prueba de la fibra óptica acabada
La fibra óptica acabada se prueba con las siguientes condiciones:
- Fuerza extensible: debe soportar 100.000 lb/in 2 o más
- Perfil del índice de refracción: Determina el índice de refracción y el grado de impurezas en la fibra.
- Geometría de la fibra: Se ve que el diámetro de base, las dimensiones del revestimiento y el diámetro de capa son uniformes.
- Atenuación: Determina el grado de degradación que sufren las señales luminosas de varias longitudes de onda a una cierta distancia.
- Capacidad de carga de información (ancho de banda): Número de señales que pueden ser llevadas al mismo tiempo (aplica solo a las fibras multi-modo).
- Dispersión cromática: Extensión de varias longitudes de onda de la luz con la base (importante para la anchura de banda).
- Gama de funcionamiento de temperatura y humedad.
- Dependencia de la temperatura de la atenuación.
- Capacidad de conducir la luz debajo del agua: Importante para los cables submarinos.
Una vez que las fibras pasan el control de calidad, se venden a compañías de teléfono, a las compañías de televisión por cable y a abastecedores de red. Muchas compañías están sustituyendo actualmente sus viejos sistemas de alambre de cobre por los nuevos sistemas de fibra óptica para mejorar velocidad, capacidad y claridad.

Histeresis

HISTÉRESIS

Cuando un material ferromagnético, sobre el cual ha estado actuando un campo magnético, cesa la aplicación de éste, el material no anula completamente su magnetismo, sino que permanece un cierto magnetismo residual.
Para desimantarlo será precisa la aplicación de un campo contrario al inicial.
Este fenómeno se llama HISTERESIS magnética, que quiere decir, inercia o retardo.
Los materiales tiene una cierta inercia a cambiar su campo magnético.

La figura representa el llamado CICLO DE HISTERESIS (también lazo o bucle de histéresis) de un determinado material magnético.Se supone que una bobina crea sobre dicho material magnético una intensidad de campo H, el cual induce en ese material magnético una inducción (valga la redundancia) de valor B.
Así a una intensidad de campo H0 le corresponderá una inducción de valor B0.
Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la bobina) hasta un valor H1, B también aumentará hasta B1. (Ver figura)
Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0 , B no vuelve a B0 , sino que toma un valor diferente B2. (Obsérvese que el camino "a la ida" es distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la inducción en el núcleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente suplementaria de signo opuesto).

El punto S representa la saturación del núcleo magnético.
Una vez saturado el núcleo,
B no puede aumentar por mucho que lo haga H.

Cada material tiene su propio lazo de histéresis característico. Hay veces en que interesa acentuar la histéresis, como ocurre en los núcleos de las memorias magnéticas, por lo que se fabrican ferritas doc ciclo como el de la figura siguiente:

Otras veces por el contrario, como ocurre en la mayoría de las máquinas eléctricas (transformadores, motores, generadores), interesa un núcleo cuyo ciclo de histéresis se lo más estrecho posible ( el camino "a la ida" coincida con el camino "a la vuelta") y lo más alargado posible (difícilmente saturable), como el de la figura siguiente:

Esta pretensión tiene su razón de ser. En efecto:
se invierta una potencia exclusivamente en magnetizar el núcleo, esta potencia no tiene ninguna otra aplicación práctica, por lo que se puede hablar de potencia perdida en imantación del núcleo y, efectivamente, se consideran las llamadas PERDIDAS POR HISTERESIS. Como quiera que éstas resultan ser directamente propocionales al área del lazo de histéresis, interesa pues que esta área sea lo menor posible.

Cable Coaxial

Hubo un tiempo donde el cable coaxial fue el más utilizado. Existían dos importantes razones para la utilización de este cable: era relativamente barato, y era ligero, flexible y sencillo de manejar.

Un cable coaxial consta de un núcleo de hilo de cobre rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado y una cubierta externa.

El término apantallamiento hace referencia al trenzado o malla de metal (u otro material) que rodea algunos tipos de cable. El apantallamiento protege los datos transmitidos absorbiendo las señales electrónicas espurias, llamadas ruido, de forma que no pasan por el cable y no distorsionan los datos. Al cable que contiene una lámina aislante y una capa de apantallamiento de metal trenzado se le denomina cable apantallado doble. Para entornos que están sometidos a grandes interferencias, se encuentra disponible un apantallamiento cuádruple. Este apantallamiento consta de dos láminas aislantes, y dos capas de apantallamiento de metal trenzado, El núcleo de un cable coaxial transporta señales electrónicas que forman los datos. Este núcleo puede ser sólido o de hilos. Si el núcleo es sólido, normalmente es de cobre.

Rodeando al núcleo hay una capa aislante dieléctrica que la separa de la malla de hilo. La malla de hilo trenzada actúa como masa, y protege al núcleo del ruido eléctrico y de la intermodulación (la intermodulación es la señal que sale de un hilo adyacente).

El núcleo de conducción y la malla de hilos deben estar separados uno del otro. Si llegaran a tocarse, el cable experimentaría un cortocircuito, y el ruido o las señales que se encuentren perdidas en la malla circularían por el hilo de cobre. Un cortocircuito eléctrico ocurre cuando dos hilos de conducción o un hilo y una tierra se ponen en contacto. Este contacto causa un flujo directo de corriente (o datos) en un camino no deseado. En el caso de una instalación eléctrica común, un cortocircuito causará el chispazo y el fundido de un fusible o del interruptor automático. Con dispositivos electrónicos que utilizan bajos voltajes, el resultado no es tan dramático, y a menudo casi no se detecta. Estos cortocircuitos de bajo voltaje generalmente causan un fallo en el dispositivo y lo habitual es que se pierdan los datos.

La malla de hilos protectora absorbe las señales electrónicas perdidas, de forma que no afecten a los datos que se envían a través del cable de cobre interno. Por esta razón, el cable coaxial es una buena opción para grandes distancias y para soportar de forma fiable grandes cantidades de datos con un equipamiento poco sofisticado.

Por ultimo, hay una cubierta exterior no conductora (normalmente hecha de goma, Teflón o plástico) rodea todo el cable y cubre la malla de hilos de metal.

Tipos de Cable Coaxial

Hay dos tipos de cable coaxial:

Cable Thinnet (Ethernet fino)

El cable coaxial Thinnet puede transportar una señal hasta una distancia aproximada de 185 metros (unos 607 pies) antes de que la señal comience a sufrir atenuación.

Los fabricantes de cables han acordado denominaciones específicas para los diferentes tipos de cables. El cable Thinnet está incluido en un grupo que se denomina la familia RG-58 y tiene una impedancia de 50 ohm. (La impedancia es la resistencia, medida en ohmios, a la corriente alterna que circula en un hilo.)

La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de cobre y los diferentes tipos de cable de esta familia son:

•RG-58/U: Núcleo de cobre sólido.

•RG-58 A/U: Núcleo de hilos trenzados.

•RG-58 C/U: Especificación militar de RG-58 A/U.

•RG-59: Transmisión en banda ancha, como el cable de televisión.

•RG-60: Mayor diámetro y considerado para frecuencias más altas que RG-59, pero también utilizado para transmisiones de banda ancha.

•RG-62: Redes ARCnet.

El cable Thinnet es un cable coaxial flexible de unos 0,64 centímetros de grueso (0,25 pulgadas). Este tipo de cable se puede utilizar para la mayoría de los tipos de instalaciones de redes, ya que es un cable flexible y fácil de manejar.

Cable Thicknet (Ethernet grueso)

El cable Thicknet es un cable coaxial relativamente rígido de aproximadamente 1,27 centímetros de diámetro. Al cable Thicknet a veces se le denomina Ethernet estándar debido a que fue el primer tipo de cable utilizado con la conocida arquitectura de red Ethernet. El núcleo de cobre del cable Thicknet es más grueso que el del cable Thinnet.

Cuanto mayor sea el grosor del núcleo de cobre, más lejos puede transportar las señales. El cable Thicknet puede llevar una señal a 500 metros. Por tanto, debido a la capacidad de Thicknet para poder soportar transferencia de datos a distancias mayores, a veces se utiliza como enlace central o backbone para conectar varias redes más pequeñas basadas en Thinnet.

Un transceiver conecta el cable coaxial Thinnet a un cable coaxial Thicknet mayor. Un transceiver diseñado para Ethernet Thicknet incluye un conector conocido como «vampiro» o «perforador» para establecer la conexión física real con el núcleo Thicknet. Este conector se abre paso por la capa aislante y se pone en contacto directo con el núcleo de conducción. La conexión desde el transceiver a la tarjeta de red se realiza utilizando un cable de transceiver para conectar el conector del puerto de la interfaz de conexión de unidad (AUI) a la tarjeta. Un conector de puerto AUI para Thicknet también recibe el nombre de conector Digital Intel Xerox (DIX) (nombre dado por las tres compañías que lo desarrollaron y sus estándares relacionados) o como conector dB-15.



Thinnet vs. Thicknet

Como regla general, los cables más gruesos son más difíciles de manejar. El cable fino es flexible, fácil de instalar y relativamente barato. El cable grueso no se dobla fácilmente y, por tanto, es más complicado de instalar. Éste es un factor importante cuando una instalación necesita llevar el cable a través de espacios estrechos, como conductos y canales. El cable grueso es más caro que el cable fino, pero transporta la señal más lejos.



Conexión del cable coaxial
Tanto el cable Thinnet como el Thicknet utilizan un componente de conexión llamado conector BNC, para realizar las conexiones entre el cable y los equipos. Existen varios componentes importantes en la familia BNC, incluyendo los siguientes:

•El conector de cable BNC.
El conector de cable BNC está soldado, o incrustado, en el extremo de un cable.

•El conector BNC T.
Este conector conecta la tarjeta de red (NIC) del equipo con el cable de la red.

•Conector acoplador (barrel) BNC.
Este conector se utiliza para unir dos cables Thinnet para obtener uno de mayor longitud.

•Terminador BNC.
El terminador BNC cierra el extremo del cable del bus para absorber las señales perdidas.



Consideraciones sobre el cable coaxial

En la actualidad es difícil que tenga que tomar una decisión sobre cable coaxial, no obstante, considere las siguientes características del cable coaxial.

Utilice el cable coaxial si necesita un medio que pueda:

•Transmitir voz, vídeo y datos.

•Transmitir datos a distancias mayores de lo que es posible con un cableado menos caro

•Ofrecer una tecnología familiar con una seguridad de los datos aceptable

Definicion de PCM

Modulación por impulsos codificados

La modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation) es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits (señal digital), este método fue inventado por Alec Reeves en 1937. Una trama o stream PCM es una representación digital de una señal analógica en donde la magnitud de la onda analógica es tomada en intervalos uniformes (muestras), cada muestra puede tomar un conjunto finito de valores, los cuales se encuentran codificados.

Modulación

Introducción

Muestreo y cuantificación de una onda senoidal (roja) en código PCM de 4-bits

En la figura de la derecha observamos que una onda senoidal está siendo muestreada y cuantificada en PCM. Se toman las muestras a intervalos de tiempo regulares (mostrados como segmentos sobre el eje X). De cada muestra existen una serie de posibles valores (marcas sobre el eje Y). A través del proceso de muestreo la onda se transforma en código binario (representado por la altura de las barras grises), el cual puede ser fácilmente manipulado y almacenado.

En la Figura 1 se muestra la disposición de los elementos que componen un sistema que utiliza la modulación por impulsos codificados. Por razones de simplificación, sólo se representan los elementos para la transmisión de tres canales.

Figura 1.- Disposición de elementos en un sistema MIC

En la Figura 2 tenemos las formas de onda en distintos puntos del sistema anteriormente representado

Figura 2.- Formas de onda en diversos puntos de un sistema MIC

Las funciones de las distintas etapas de las que consta el sistema se detallan a continuación.

Muestreo

Muestreo digital

Consiste en tomar muestras (medidas) del valor de la señal n veces por segundo, con lo que tendrán n niveles de tensión en un segundo.

Así, cuando en el sistema de la Figura 1 aplicamos en las entradas de canal las señales (a), (b) y (c) (Figura 2), después del muestreo obtenemos la forma de onda.

Para un canal telefónico de voz es suficiente tomar 8.000 muestras por segundo, o, lo que es lo mismo, una muestra cada 125 μseg. Esto es así porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de una señal eléctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia máxima que se quiera muestrear, dichas muestras contendrán toda la información necesaria para reconstruir la señal original.

Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (período 125 μseg), sería posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefónico de voz, donde la frecuencia más alta transmitida es de 3,4 kHz.

El tiempo de separación entre muestras (125 μseg) podría ser destinado al muestreo de otros canales mediante el procedimiento de multiplexación por división de tiempo (TDM).

Cuantificación

Cuantificación digital

Por eso en la cuantificación se asigna un determinado valor discreto a cada uno de los niveles de tensión obtenidos en el muestreo. Como las muestras pueden tener un infinito número de valores en la gama de intensidad de la voz, gama que en un canal telefónico es de aproximadamente 60 dB, o, lo que es lo mismo, una relación de tensión de 1000:1, con el fin de simplificar el proceso, lo que se hace es aproximar al valor más cercano de una serie de valores predeterminados.

Codificación

Codificación digital

En la codificación, a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos la señal codificada y lista para ser transmitida. La forma de una onda sería la indicada como (f) en la Figura 2.F

En telefonía, la señal analógica vocal con un ancho de banda de 4KHz se convierte en una señal digital de 1024 Kbps. En telefonía pública se suele utilizar transmisión plesiócrona, donde, si se usa un E1, podrían intercalarse otras 31 señales adicionales. Se transmiten, así, 32x64000 = 2.048.000 bps.

Recuperación de la señal analógica

En la recuperación se realiza un proceso inverso, con lo que la señal que se recompone se parecerá mucho a las originales (a), (b) y (c), si bien durante el proceso de cuantificación, debido al redondeo de las muestras a los valores cuánticos, se produce una distorsión conocida como ruido de cuantificación. En los sistemas normalizados, los intervalos de cuantificación han sido elegidos de tal forma que se minimiza al máximo esta distorsión, con lo que las señales recuperadas son una imagen casi exacta de las originales. Dentro de la recuperación de la señal, ya no se asignan intervalos de cuantificación en lugar de ello son niveles, equivalentes al punto medio del intervalo IC en el que se encuentra la muestra normalizada (Aclaración de WDLC).

Historia

En la historia de las comunicaciones eléctricas, la primera razón para muestrear una señal era poder intercalar muestras de diferentes orígenes telegráficos y enviarlas por un único cable telegráfico. La multiplexación por división de tiempo telegráfica fue lograda desde 1853, por el inventor estadounidense M.B. Farmer. El ingeniero eléctrico W.M. Miner, en 1903, usó un conmutador electromecánico para la multiplexación por tiempo de diversas señales telegráficas y también aplicó esta tecnología a la telefonía. Obtuvo conversaciones inteligibles de canales muestreados a una tasa sobre 3500 - 4300 Hz, bajo esta era insatisfactoria. Esto era TDM, pero modulación por amplitud de pulsos (en inglés: PAM) en vez de MIC. En 1926, Paul M. Rainey, de Western Electric, patentó una máquina de facsímiles que transmitía su señal usando MIC de 5 bits, codificados por un convertidor análogo-digital optomecánico. La máquina no llegó a producción masiva. El ingeniero británico Alec Reeves, sin estar al tanto de este trabajo previo, concibió el uso de MIC para las comunicaciones de voz en 1937, mientras trabajaba para la International Telephone and Telegraph en Francia. Él describió la teoría y sus ventajas, pero no redundó en usos prácticos. Reeves solicitó una patente en Francia en 1938, y su patente en EE.UU se le otorgó en 1943. La primera transmisión de voz por técnicas digitales fue usando el equipamiento de codificación y cifrado SIGSALY, utilizado para comunicaciones de alto nivel aliadas durante la Segunda Guerra Mundial, en 1943. Ese año, los investigadores de Bell Labs que diseñaron SIGSALY se dieron cuenta de que el uso de MIC había sido ya propuesto por Alec Reeves. En 1949, Ferranti Canadá construyó un sistema de radio con MIC que fue capaz de transmitir datos de radar digitalizados sobre largas distancias para el DATAR de la marina canadiense. (REF) La MIC en los años 1950 usaba, para codificar, un tubo de rayos catódicos con una malla perforada. Tal como en un osciloscopio, el haz era barrido horizontalmente a una tasa de muestreo mientras la deflexión vertical era controlada por la señal análoga de entrada, haciendo que el haz pasara a través de porciones altas o bajas de la malla. La malla interrumpía el haz, produciendo variaciones de corriente en código binario. Esta malla fue perforada para producir señales binarias en código Gray antes que binario natural. MIC fue usado en Japón por Denon en 1972 para la masterización y producción de grabaciones fonográficas, usando un grabador de cintas de formato Quadruplex de 2 pulgadas para su transporte, el cual no llegó a ser desarrollado como producto comercial.