Semana 06 TELECOMUNICACIONES. 2.9 Medios de transmisión Guiados Cable de cobre de par trenzado Cable coaxial Cable de fibra óptica

Transcripción

1 TELECOMUNICACIONES Semana Medios de transmisión Guiados Cable de cobre de par trenzado Cable coaxial Cable de fibra óptica Ing. Miguel Angel Castillo Vizcarra

2 2.9 Medios de transmisión Guiados En un sistema de transmisión 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 Medios Guiados Medios No Guiados

3 Atenuación En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión. Así, si introducimos una señal eléctrica con una potencia P 1 en un circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrirá una atenuación y al final de dicho circuito obtendremos una potencia P 2. La atenuación (α) será igual a la diferencia entre ambas potencias. No obstante, la atenuación no suele expresarse como diferencia de potencias sino en unidades logarítmicas como el decibelio, de manejo más cómodo a la hora de efectuar cálculos. La atenuación, en el caso del ejemplo anterior vendría, de este modo, expresada en decibelios por la siguiente fórmula: en términos de potencia en términos de tensión

4 2.9 Medios de transmisión Guiados Características: Velocidad de transmisión, en la actualidad las velocidades alcanzadas difieren notablemente entre los diferentes tipos de cables, siendo la fibra óptica la que permite alcanzar una velocidad mayor. Alcancedelaseñal, está determinado por la atenuación que sufre dicha señal según va circulando por el cable y que es mayor cuanta más distancia debe recorrer, por lo que este factor limita considerablemente la longitud de cable que se puede instalar sin regenerar la señal. Calidaddelaseñal, uno de los principales problemas de la transmisión de un flujo de datos por un cable eléctrico consiste en el campo magnético que se genera por el hecho de la circulación de los electrones. Este fenómeno es conocido como inducción electromagnética. La existencia de un campo magnético alrededor de un cable va a generar interferencias en los cables próximos debido a este mismo fenómeno.

5 Tipos Existe una gran cantidad de tipos de cables. Algunos fabricantes de cables publican unos catálogos con más de tipos diferentes que se pueden agrupar en tres grupos principales que conectan la mayoría de las redes: Cable coaxial. Cable de par trenzado (apantallado y no apantallado). Cable de fibra óptica. Fibra Coaxial

6 2.9.1 Cable de cobre de par trenzado El cable de par trenzado es una 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.

7 Tipos de cable par trenzado Cable de par trenzado apantallado (STP- Shielded Twisted Pair) : En este tipo de cable, cada par va recubierto por una malla conductora que actúa de apantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. Su impedancia es de 150 Ohm.

8 Cable de par trenzado con pantalla global (FTP- Foiled Twisted Pair): En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una pantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120 OHMIOS y sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además, puede utilizar los mismos conectores RJ45

9 Cable par trenzado no apantallado (UTP- Unshielded Twisted Pair ): El cable par trenzado más simple y empleado, sin ningún tipo de pantalla adicional y con una impedancia característica de 100 Ohmios. El conector más frecuente con el UTP es el RJ45, aunque también puede usarse otro (RJ11, DB25,DB11,etc), dependiendo del adaptador de red.

10 Categorías del cable UTP: Cada categoría especifica unas características eléctricas para el cable: atenuación, capacidad de la línea e impedancia. Existen actualmente 8 categorías dentro del cable UTP: Categoría 1: Este tipo de cable esta especialmente diseñado para redes telefónicas, es el típico cable empleado para teléfonos por las compañías telefónicas. Alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps. Categoría 2: De características idénticas al cable de categoría 1. Categoría 3: Es utilizado en redes de ordenadores de hasta 16 Mbps. de velocidad y con un ancho de banda de hasta 16 Mhz. Categoría 4: Esta definido para redes de ordenadores tipo anillo como Token Ring con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps. Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps. con un ancho de banda de hasta 100 Mhz. Este tipo de cable es de 8 hilos, es decir cuatro pares trenzados. La atenuación del cable de esta categoría viene dado por esta tabla referida a una distancia estándar de 100 metros

11 Categoría 5e: Es una categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación y las interferencias. Esta categoría no tiene estandarizadas las normas aunque si esta diferenciada por los diferentes organismos. Categoría 6: No esta estandarizada aunque ya esta utilizándose. Se definiran sus características para un ancho de banda de 250 Mhz. Categoría 7: No esta definida y mucho menos estandarizada. Se definirá para un ancho de banda de 600 Mhz. El gran inconveniente de esta categoría es el tipo de conector seleccionado que es un RJ-45 de 1 pines. 1 - Forro exterior 2 - Pantalla -malla 3 - Alambre de drenaje 4 - Pantalla de lámina de aluminio 5 - Par trenzado solid

12 2.9.2 Cable coaxial Consta de un núcleo de hilo de cobre rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado y una cubierta externa.

13 Tipos de cable coaxial El tipo de cable coaxial más apropiado depende de las necesidades de la red en particular Cable Thinnet (Ethernet fino) (Pertenece a la denomina la familia RG-58) Es un cable coaxial flexible de unos 0,64 centímetros de grueso (0,25 pulgadas). Se puede utilizar para la mayoría de los tipos de instalaciones de redes, ya que es un cable flexible y fácil de manejar. Puede transportar una señal hasta una distancia aproximada de 185 metros (unos 607 pies) antes de que la señal comience a sufrir atenuación. Cable Thicknet (Ethernet grueso). Es relativamente rígido de aproximadamente 1,27 centímetros de diámetro. 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. Consideraciones sobre el 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.

14 2.9.3 Cable de 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 Fabricación de la Fibra Óptica

15 Tipos Las fibras multi-modo: Transmiten muchas señales por la fibra (usada en las redes de ordenadores, las redes de área local). 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 nm) de diodos emisores de luz (LEDs). 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 = a nanómetros). Menor ancho de banda AB = 20 a 200 MHz/Km Ancho de banda medio AB = 500 a 1500 MHz /Km Diámetros de núcleo/revestimiento(en mm): 50 / / / 140 Mayor ancho de banda AB > 10 GHz/Km Diámetros de núcleo/revestimiento(en mm): 8 a 10 / 125

16 FUNCIONAMIENTO DE LAS FIBRAS ÓPTICAS. Las fibras ópticas funcionan gracias al principio de la reflexión total interna Diagrama del Cono de Aceptación Reflexión Total dentro de una Fibra Óptica Como funciona la fibra Optica

17 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.

18 - 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.)

19 Las ventajas dadas por la baja atenuación presentada por las fibras ópticas respecto a conductores convencionales se expresan en el siguiente diagrama:

20 La figura que sigue nos muestra el espectro de la curva de atenuación de una típica fibra óptica hecha de silicio. La curva tiene tres características principales. Una gran tendencia de atenuarse conforme se incrementa la longitud de onda ( Dispersión Rayleigh), Atenuación en los picos de absorción asociados con el ión hidroxilo (OH-) y una tendencia a incrementar la atenuación a las longitudes de onda por arriba de los 1.6 µm, debidas a las pérdidas inducidas por la absorción del silicio.

21 La Atenuación puede ser causada por varios factores los cuales pueden ser clasificados en dos categorías: Intrínsecos y Extrinsecos.

22 FIN