MICROONDAS

• ¿Qué es la radiocomunicación por microondas?

Es la transmisión de datos o voz a través de radiofrecuencias con longitudes de onda en la región de frecuencias de microondas.

• ¿Cómo se ponen las antenas y torres de microondas?

Los requerimientos y estándares que determinan la tolerancia a la torsión y balanceo de torres de microondas son más estrictos que para otros tipos de equipos de radio frecuencia.

• Usos

Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el horno de microondas. En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas. La tecnología de microondas también es utilizada por los radares.

ONDAS DE RADIO

• ¿Cómo viajan alrededor del mundo?

Las ondas de radio siguen la curva de la superficie de la Tierra. Una señal de radio rebota entre la Tierra y la ionosfera, mientras viaja alrededor del mundo. La ionosfera está llena de átomos con carga eléctrica conocidos como iones. 

• ¿Velocidad a la que se transmiten?

Viajan a la velocidad de la luz (299 792 458 m/s).

• ¿Para qué se usan?

Varias frecuencias de ondas de radio se usan parala televisión y emisiones de radio FM y AM, comunicaciones militares, teléfonos celulares, radioaficionados, redes inalámbricas de computadoras, y otras numerosas aplicaciones de comunicaciones.

• ¿Cómo fueron las primeras transmisiones?

Las bases teóricas de la propagación de ondas electromagnéticas fueron descritas por primera vez por James Clerk Maxwell. Heinrich Rudolf Hertz, entre 1886 y 1888, fue el primero en validar experimentalmente la teoría de Maxwell. El primer sistema práctico de comunicación mediante ondas de radio fue el diseñado por Guillermo Marconi, quien en el año 1901 realizó la primera emisión trasatlántica radioeléctrica.

• ¿Cómo viajan las ondas de radio en el vacío?

Las ondas de radio no necesitan un medio físico para propagarse, es decir que viajan a través del vacío . Por supuesto que si hay aire o agua u otros materiales o sustancias se propaga a través de ellas con distintas velocidades (menores que en el vacío). En el aire la velocidad es prácticamente como en el vacío.

FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y telecomunicaciones, consiste en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell.

COMPONENTES:

• Fuentes de luz:

Se encargan de convertir la señal eléctrica en señal luminosa, emitiendo el haz de luz que permite la transmisión de datos. Pueden ser LEDs o lasers.

• Medio de transmisión:

Es una fibra de vidrio ultradelgada que transporta la luz.

• Detector:

Convierten las señales luminosas que proceden de la fibra óptica en señales eléctricas. Se limitan a obtener una corriente a partir de la luz modulada incidente, esta corriente es proporcional a la potencia recibida, y por tanto, a la forma de onda de la señal moduladora.

Los cables de fibra óptica pueden transmitir luz de 3 formas distintas:

• Monomodo:

La fibra es tan delgada que la luz se transmite en línea recta.

• Multimodo:

La luz se transmite por el interior del núcleo incidiendo sobre su superficie interna. Las pérdidas de luz en este caso también son prácticamente nulas .

• Multimodo de índice gradual:

La luz se propaga por el núcleo mediante una refracción gradual. Esto es debido a que el núcleo se construye con un índice de refracción que va en aumento desde el centro de los extremos.

Dependiendo de dónde van a ser instaladas las fibras del cable, pueden clasificarse en:

• Cable holgado:

Consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo, y rodeado de una cubierta protectora. El rasgo distintivo de este tipo de cable son los tubos de fibra. Cada tubo, de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o, más comúnmente estar llenos de un gel resistente al agua que impide que ésta entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable.

• Cable con recubrimiento ajustado

Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, y todo ello cubierto dc una protección exterior. La protección secundaria de la fibra consiste en una cubierta plástica de 900 μm de diámetro que rodea al recubrimiento de 250 μm de la fibra óptica.

Existen 3 formas de unir dos cables de fibra óptica:

• Utilizando conectores:

Cada tramo de fibra óptica puede venir de fábrica con enchufe en los extremos. De esta forma se pierde entre un 10% un 20% de la luz luz que circula a través de la conexión.

• Realizando empalmes de forma mecánica:

Se realiza el corte de cada extremo y se unen mediante una manga especial. Se pierde en torno a un 10% de la luz.

• Fundiendo los extremos:

Se realiza una fusión de los dos tramos para formar una conexión sólida. Apena existe atenuación.

CABLE COAXIAL

El cable coaxial, coaxcable o coax, creado en la década de 1930, es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado núcleo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capaaislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante (también denominada chaqueta exterior).

El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido.

Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior.

TIPOS:

• Para transmisión de banda ancha:

Utilizado en transmisión de señales de televisión por cable (CATV, "Cable Televisión").

Esta categoría tiene una impedancia característica de 75 ohmios.

El término banda ancha proviene del medio telefónico, y se refiere a frecuencias mayores a 4 kHz. Se nutren de la la tecnología patrón para envío de señales de televisión por cable y por ello pueden llegar a alcanzar los 450 MHz de ancho de banda para longitudes de 100 m.

• Para transmisión de banda base:

Son usados en redes de trabajo locales (LAN´s). Tienen una impedancia característica de 50 ohmios. En esta categoría se emplean dos tipos de cable:

-Coaxial grueso ("thick"): 

Inicialmente fue el cable más utilizado en las redes de área local (LAN). Incluso a día de hoy aún se sigue usando en determinadas circunstancias (alto grado de interferencias).

Los diámetros de su alma/malla son 2,6/9,5 mm. y el diámetro total del cable es de 1 cm. aprox.

-Coaxial fino ("thin"):

Surgió como alternativa al cable anterior, al ser más económico flexible y sencillo de instalar. Los diámetros de su alma/malla son 1,2/4,4 mm.  y el diámetro total del cable es de 0,5 cm. aprox. Sin embargo, sus propiedades de transmisión son sensiblemente peores que las del coaxial grueso.

PAR TRENZADO

Forma de conexión en la que dos aisladores son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes.

El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, se ve aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se aumenta mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están expuestos a EMI similares.

La tasa de trenzado, usualmente definida en vueltas por metro, forma parte de las especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto menor es el número de vueltas, menor es la atenuación de la diafonía. Donde los pares no están trenzados, como en la mayoría de conexiones telefónicas residenciales, un miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y, por tanto, expuesto a niveles ligeramente distintos de IEM.

El cable de par trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirse a los distintos de hardware que componen la red. Actualmente de los ocho cables sólo cuatro se emplean para la transmisión de los datos. Éstos se conectan a los pines del conector RJ45 de la siguiente forma: 1, 2 (para transmitir), 3 y 6 (para recibir).

Los pares trenzados se apantallan. De acuerdo con la forma en que se realiza este apantallamiento podemos distinguir varios tipos de cables de par trenzado, éstos se denominan mediante las siglas UTP, STP y FTP.

• UTP es como se denominan a los cables de par trenzado no apantallados, son los más simples, no tienen ningún tipo de pantalla conductora. Su impedancia es de 100 onmhios, y es muy sensible a interferencias. Los pares están recubiertos de una malla de teflón que no es conductora. Este cable es bastante flexible.

• STP es la denominación de los cables de par trenzado apantallados individualmente, cada par se envuelve en una malla conductora y otra general que recubre a todos los pares. Poseen gran inmunidad al ruido, pero una rigidez máxima.

• Los cables S/SPT son iguales que los anteriores, pero añadiendo una pantalla global a todos los cables. Son los que poseen una mayor inmunidad al ruido.

• En los cables FTP los pares se recubren de una malla conductora global en forma trenzada. De esta forma mejora la protección frente a interferencias, teniendo una rigidez intermedia.

Dependiendo del número de pares que tenga el cable, del número de vueltas por metro que posea su trenzado y de los materiales utilizados, los estándares de cableado estructurado clasifican a los cables de pares trenzados por categorías: 1, 2, 3, 4, 5, 5e, 6 y 7. Las dos últimas están todavía en proceso de definición.

• Categoría 3: soporta velocidades de transmisión hasta 10 Mbits/seg. Utilizado para telefonía de voz, 10Base-T Ethernet y Token ring a 4 Mbits/seg.
• Categoría 4: soporta velocidades hasta 16 Mbits/seg. Es aceptado para Token Ring a 16 Mbits/seg.
• Categoría 5: hasta 100 Mbits/seg. Utilizado para Ethernet 100Base-TX.
• Categoría 5e: hasta 622 Mbits/seg. Utilizado para Gigabit Ethernet.
• Categoría 6: soporta velocidades hasta 1000 Mbits/seg.

PAR SIN TRENZAR (PARALELO)

Medio de transmisión formado por dos hilos de cobre paralelos recubiertos de un material aislante (plástico). Ofrece muy poca protección frente a interferencias. Normalmente se utiliza como cable telefónico para transmitir voz analógica y las conexiones se realizan mediante un conector denominado RJ-11. Es un medio semidúplex (la información circula en los dos sentidos por el mismo cable, pero no al mismo tiempo).

Según los estándares de cableado estructurado, a este tipo de cable también se le conoce como cable de categoría 1.

TIPOS DE CABLEADO

El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiado y no guiados. Los medios guiados conducen la ondas electromagnéticas a través de un campo físico (cables). Los medio no guiados proporcionan un soporte para que las ondas electromagnéticas se transmitan, pero no las dirigen (como es el aire).
Puesto que existen muchas formas de instalar redes locales en organizaciones y universidades, y todo depende del cableado que se utilice, los conectores, la forma en que se interconectan, etc., para ayudar a tomar todas esas decisiones, existen varios estándares de cableado estructurado.