MEDIOS DE TRANSMISIÓN

Medios de transmisión

Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos: medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados. Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con tres tipos diferentes: simplex, half-duplex y full-duplex. También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.

Medios de transmisión no guiados

En este tipo de medios tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario, en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional. En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas. En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.

La transmisión de datos a través de medios no guiados añade problemas adicionales, provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo.

Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: radio, microondas y luz (infrarrojos/láser).

Par trenzado:

El cable de par trenzado consiste en dos alambres de cobre aislados que se trenzan de forma helicoidal, igual que una molécula de ADN. De esta forma el par trenzado constituye un circuito que puede transmitir datos. Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres, las ondas de diferentes vueltas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva.¹ Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos. Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos pares se identifica mediante un color.

El entrelazado de cables que llevan señal en modo diferencial (es decir que una es la invertida de la otra), tiene dos motivos principales:

1. Si tenemos que la forma de onda es A(t) en uno de los cables y en el otro es -A(t) y n(t) es ruido añadido por igual en ambos cables durante el camino hasta el receptor, tendremos: A(t) +n(t) en un cable y en el otro -A(t)+n(t) al hacer la diferencia en el receptor, quedaremos con 2A(t) y habremos eliminado el ruido.

2. Si pensamos en el campo magnético que producirá esta corriente en el cable y tenemos en cuenta que uno está junto al otro y que en el otro la corriente irá en sentido contrario, entonces los sentidos de los campos magnéticos serán opuestos y el módulo será prácticamente el mismo, con lo cual, eliminaremos los campos fuera del cable evitando así que se induzca alguna corriente en cables aledaños.

Características de la transmisión

Está limitado en distancia, ancho de banda y tasa de datos. También destacar que la atenuación es una función fuertemente dependiente de la frecuencia. La interferencia y el ruido externo también son factores importantes, por eso se utilizan coberturas externas y el trenzado. Para señales analógicas se requieren amplificadores cada 5 o 6 kilómetros, para señales digitales cada 2 ó 3. En transmisiones de señales analógicas punto a punto, el ancho de banda puede llegar hasta 250 kHz. En transmisión de señales digitales a larga distancia, el data rate no es demasiado grande, no es muy efectivo para estas aplicaciones o dispositivos.

En redes locales que soportan ordenadores locales, el data rate puede llegar a 10 Mbps (Ethernet) y 100 Mbps (Fast Ethernet).

En el cable par trenzado de cuatro pares, normalmente solo se utilizan dos pares de conductores, uno para recibir (cables 3 y 6) y otro para transmitir (cables 1 y 2), aunque no se pueden hacer las dos cosas a la vez, teniendo una trasmisión half-dúplex. Si se utilizan los cuatro pares de conductores la transmisión es full-dúplex.

Ventajas

• Bajo costo en su contratación.
• Alto número de estaciones de trabajo por segmento.
• Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.
• Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.

Desventajas[editar]

• Altas tasas de error a altas velocidades.
• Ancho de banda limitado.
• Baja inmunidad al ruido.
• Baja inmunidad al efecto crosstalk (diafonía)
• Alto costo de los equipos.
• Distancia limitada (100 metros por segmento).

Tipos de Cable de Par Trenzado

SSTP

El cable SSTP (Super Shielded Twisted Pair ) o cable de par trenzado apantallado, este cable está destinado a la transmisión de datos a alta velocidad.

Está formado por 4 pares trenzados dispuestos en un revestimiento de cobre estañado y esta recubierto por una capa de aluminio para el uso en exteriores.

Aquí podemos observar su recubimiento

Y aquí sus conectores ( es compatible con el RJ-45 pero normalmente se utiliza el RJ-49).

FTP

"Foiled Twisted Pair", en español se conoce como “Cable de par trenzado con lámina”

Este tipo de cable, como su propio nombre indica, lleva en su interior una fina lámina de aluminio que sirve de aislamiento, este tipo de cable es mejor utilizarlo en exteriores ya que esta mejor protegido.

En uso doméstico es preferible el cable UTP ya que es el mas barato.

Imagen del cable FTP

Aqui podemos observar claramente su lamina interior.

Y aquí sus conectores RJ-45

STP

 Sus siglas significan “Shielded Twisted Pair”, lo que se conoce en español como par trenzado blindado

Se trata de un cable que lleva en su interior una malla metálica que recubre los cables, reduciendo asi los fallos y las interferencias que puede ocasionar.

Es mas caro, mas pesado y su flexibilidad es mas reducida que el UTP. 

Se utilizan para conexiones de alta velocidad.

A simple vista se puede parecer al cable UTP, debido a que los conectores son similares (RJ-45).

Aquí se puede observar la malla que recubre dichos cables

Y aquí sus conectores RJ-45

UTP

Significa Unshielded Twisted Pair (lo que se traduce como “Par trenzado no blindado”)
Los cables utp se utilizan para conectar una red de computadoras de la manera mas rapida, formando así una red de área local.

La mayoría de los técnicos recurren a este cable para configurar una LAN, ya que son los más baratos del mercado y no provocan apenas interferencias

He aquí una imagen general del cable UTP

En esta imagen se puede observar los cables internos que componen el cable UTP

Y en esta los conectores RJ-45 que son los que establecen la conexión entre el cable con la computadora

Categorías

La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la EIA/TIA (Alianza de Industrias Electrónicas (EIA) y la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA)) específica el tipo de cable UTP que se utilizará en cada situación y construcción. Dependiendo de la velocidad de transmisión, ha sido dividida en diferentes categorías de acuerdo a esta tabla:

Categoría	Ancho de banda (MHz)	Aplicaciones	Notas
Cat. 1		Líneas telefónicas y módem de banda ancha.	No descrito en las recomendaciones del EIA/TIA. No es adecuado para sistemas modernos.
Cat. 2	4 CG CANDE	Cable para conexión de antiguos terminales como elIBM 3270.	No descrito en las recomendaciones del EIA/TIA. No es adecuado para sistemas modernos.
Cat. 3	16 MHz Clase C	10BASE-T and 100BASE-T4 Ethernet	Descrito en la norma EIA/TIA-568. No es adecuado para transmisión de datos mayor a 16 Mbit/s.
Cat. 4	20 MHz	16 Mbit/s Token Ring
Cat. 5	100 MHz Clase D	10BASE-T y 100BASE-TX Ethernet
Cat. 5e	100 MHz Clase D	100BASE-TX y 1000BASE-T Ethernet	Mejora del cable de Categoría 5. En la práctica es como la categoría anterior pero con mejores normas de prueba. Es adecuado para Gigabit Ethernet
Cat. 6	250 MHz Clase E	1000BASE-T Ethernet	Transmite a 1000Mbps. Cable más comúnmente instalado en Finlandia según la norma SFS-EN 50173-1.
Cat. 6a	250 MHz (500MHz según otras fuentes) Clase E	10GBASE-T Ethernet
Cat. 7	600 MHz Clase F		Cable U/FTP (sin blindaje) de 4 pares.
Cat. 7a	1000 MHz Clase F	Para servicios de telefonía, Televisión por cable y Ethernet 1000BASE-T en el mismo cable.	Cable S/FTP (pares blindados, cable blindado trenzado) de 4 pares. Norma en desarrollo.
Cat. 8	1200 MHz	Norma en desarrollo. Aún sin aplicaciones.	Cable S/FTP (pares blindados, cable blindado trenzado) de 4 pares.
Cat. 9	25000 MHz	Norma en creación por la UE.	Cable S/FTP (pares blindados, cable blindado trenzado) de 8 pares con milar y poliamida.
Cat. 10	75000 MHz	Norma en creación por la G.E.R.A(RELATIONSHIP BETWEEN COMPANIES ANONYMA G) e IEEE.	Cable S/FTP (pares blindados, cable blindado trenzado) de 8 pares con milar y poliamida.

FIBRA OPTICA:

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; 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. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

Ventajas de la Fibra Óptica ante otros Medios de Transmisión de Datos

Enseguida se dará una definición de fibra óptica, y se presentarán sus ventajas, comparando sus características ante otros medios de transmisión:

Definición 

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 a125 micras) al cual se le hace un revestimiento especial, con ciertas características para transmitir señales de luz a través de largas distancias.

Las fibras son ampliamente utilizadas en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a gran velocidad, mayor que las comunicaciones de radio y cable.

Ventajas que tiene la fibra óptica sobre el cable coaxial

Los cables de fibra óptica proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la industria de la electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8 fibras ópticas tiene un tamaño bastante más pequeño que los utilizados habitualmente, puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho mayor.

Por otro lado, el peso del cable de fibra óptica es muchísimo menor que el de los coaxiales, ya que una bobina del cable de 8 fibras antes citado puede pesar del orden de 30 kg/km, lo que permite efectuar tendidos de 2 a 4 km de una sola vez, mientras que en el caso de los cables de cobre no son prácticas distancias superiores a 250 - 300 m.

Ademas una ventaja mas que tiene la fibra óptica en cuanto a al cable coaxial es que tiene una ancho de banda superior de 2GHz en cuanto el cable coaxial tiene un ancho de banda de 400MHz y también tiene una ventaja mas como lo es la capacidad maxima de 2Gbps contra 800 Mbps del cable coaxial.ademas que tiene una atenuación menor a la del cable coaxial , y en la capacidad que usan es mayor en la fibra optica ya que usa 100MBps y el cable coaxial solo 10 Mps.

Ventajas de la Fibra Óptica frente a Medios de Transmisión inalámbrica 

Ancho de banda.

Las redes de cable de fibra óptica tienen un nivel de banda ancha elevado, mientras que las redes inalámbricas Wi-Fi lo hacen a 11 Mbps. Es cierto que existen estándares que alcanzan los 54 Mbps y soluciones propietarias que llegan a 100 Mbps, pero estos estándares están en los comienzos de su comercialización y tiene un precio superior al de los actuales equipos Wi-Fi.

Inversión. Para la mayoría de las configuraciones de la red local, el coste de los equipos de red inalámbricos es superior al de los equipos de red cableada.

Seguridad. Las redes inalámbricas tienen la particularidad de no necesitar un medio físico para funcionar. Esto fundamentalmente es una ventaja, pero se convierte en una desventaja cuando se piensa que cualquier persona con una computadora portátil solo necesita estar dentro del área de cobertura de la red para poder intentar acceder a ella. Como el área de cobertura no esta definida por paredes o por ningún otro medio físico, a los posibles intrusos no les hace falta estar dentro de un edificio o estar conectado a un cable. Además, el sistema de seguridad que incorporan las redes Wi-Fi no es de lo más fiables. A pesar de esto también es cierto que ofrece una seguridad valida para la inmensa mayoría de las aplicaciones y que ya hay disponible un nuevo sistema de seguridad (WPA) que hace a Wi-Fi mucho más confiable.

Interferencias. Las redes inalámbricas funcionan utilizando el medio radio electrónico en la banda de 2,4 GAZ. Esta banda de frecuencias no requiere de licencia administrativa para ser utilizada por lo que muchos equipos del mercado, como teléfonos inalámbricos, microondas, etc., utilizan esta misma banda de frecuencias. Además, todas las redes Wi-Fi funcionan en la misma banda de frecuencias incluida la de los vecinos. Este hecho hace que no se tenga la garantía de nuestro entorno radioelectrónico este completamente limpio para que nuestra red inalámbrica funcione a su mas alto rendimiento. Cuantos mayores sean las interferencias producidas por otros equipos, menor será el rendimiento de nuestra red. No obstante, el hecho de tener probabilidades de sufrir interferencias no quiere decir que se tengan. La mayoría de las redes inalámbricas funcionan perfectamente sin mayores problemas en este sentido.

Incertidumbre tecnológica. La tecnología que actualmente se esta instalando y que ha adquirido una mayor popularidad es la conocida como Wi-Fi (IEEE 802.11B). Sin embargo, ya existen tecnologías que ofrecen una mayor velocidad de transmisión y unos mayores niveles de seguridad, es posible que, cuando se popularice esta nueva tecnología, se deje de comenzar la actual o, simplemente se deje de prestar tanto apoyo a la actual. Lo cierto es que las leyes del mercado vienen también marcadas por las necesidades del cliente y, aunque existe una incógnita, los fabricantes no querrán perder el tirón que ha supuesto Wi-Fi y harán todo lo posible para que los nuevos dispositivos sean compatibles con los

COMPARACION DE FIBRA OPTICA CON OTROS MEDIOS DE COMUNICACIÓN

CARACT	FIBRA OPTICA	UTP	STP	COAXIAL
Tecnología ampliamente aprobada	Si	Si	Si	Si
Ancho de banda	Muy alto	Medio	Medio	Alto
Canales video	Si	No	No	Si
Canal full Duplex	Si	Si	Si	Si
Distancias medias	2 km(Multi.) 100 km(Mono.)	100 m 65 mhz	100 m 67 mhz	500 (Ethernet)
Inmunidad electromagnética	Alta	Limitad	Media	Media
Seguridad	Alta	Baja	Baja	Media
Longitud de la bobina (mts)	2000	305	305	230
Peso (kgs/km)	15.4	34	80	46
Diámetro exterior del cable (mm)	2.8 x 6.0	6.2	8.4	6.9
Temperatura de instalacion	De-5°C hasta + 50°C	75°C Maximo	De-5°Chasta + 50°C	De-20°Chasta + 80°C
Conductor	Fibra optica 9/125, 50/125, 62.5/125	Alambre de cobre esnudo de O0.54+-0.01 mm.,24 AWG	Alambre de cobre desnudo 0.64 mm, 22 AWG	Alambre de acero encobrado (18 AWG)
Aislamiento	Recubrimiento ajustado	Polietileno de consistencia incrementada, grosor minimo 0.18 mm.	-SFS PO, 1.56 mm	PVC (Policloruro de vinilo)

GUIAS DE ONDA

Historia

La primera guía de onda fue propuesta por Joseph John Thomson en 1893 donde sugería propagar ondas electromagnéticas dentro de una cavidad metálica cilíndrica y experimentalmente fue 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 .

Introducción[editar]

Algunos sistemas de telecomunicaciones utilizan la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio libre, sin embargo también se puede transmitir información mediante el confinamiento de estas ondas en cables o guías. En SHF, banda de frecuencia donde se encuentran las microondas, las líneas de transmisión y los cables coaxialespresentan atenuaciones muy elevadas por lo que introducen mucha perdida al voltaje y corriente de super alta frecuencia que viaja por ellos, impidiendo que la microonda llegue a su destino con un nivel de potencia apropiado para que la información que transporta pueda ser extraída sin errores.

Mientras que en las líneas de transmisión (coaxiales por ejemplo) lo que viaja por ellos es un voltaje y una corriente de alta o muy alta frecuencia, por las guías de onda lo que viaja es un campo electromagnético cuya longitud de onda se encuentra en el orden de las microondas.

La transmisión de señales por guías de onda reduce la disipación de energía, es por ello que se utilizan en las frecuencias denominadas de microondas con el mismo propósito que las líneas de transmisión en frecuencias más bajas, ya que se presentan poca atenuación para el manejo de señales de alta frecuencia.

Este nombre, se utiliza para designar los tubos de un material de sección rectangular, circular o elíptica, en los cuales la energía electromagnética ha de ser conducida principalmente a lo largo de la guía y limitada en sus fronteras. Las paredes conductoras del tubo confinan la onda al interior por reflexión, debido a la ley de Snell en la superficie, donde el tubo puede estar vacío o relleno con un dieléctrico. El dieléctrico le da soporte mecánico al tubo (las paredes pueden ser delgadas), pero reduce la velocidad de propagación.

En las guías, los campos eléctricos y los campos magnéticos están confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de este modo no hay pérdidas de potencia por radiación y las pérdidas en el dieléctrico son muy bajas debido a que suele ser aire. Este sistema evita que existan interferencias en el campo por otros objetos, al contrario de lo que ocurría en los sistemas de transmisión abiertos.

Principios de operación

Dependiendo de la frecuencia, se pueden construir con materiales conductores o dieléctricos. Generalmente, cuanto más baja es la frecuencia, mayor es la guía de onda. Por ejemplo, el espacio entre la superficie terrestre y la ionosfera, la atmósfera, actúa como una guía de onda. Las dimensiones limitadas de la Tierra provocan que esta guía de onda actúe como cavidad resonante para las ondas electromagnéticas en la banda ELF. (véase Resonancia Schumann).

Las guías de onda también puede tener dimensiones de pocos centímetros. Un ejemplo puede ser aquellas utilizadas por los satélites de EHF y por los radares.

Características principales de las ondas electromagnéticas

Las tres características principales de las ondas que constituyen el espectro electromagnético son:
Frecuencia (f) 
Longitud () 
Amplitud (A)

Frecuencia

La frecuencia de una onda responde a un fenómeno físico que se repite cíclicamente un número determinado de veces durante un segundo de tiempo, tal como se puede observar en la siguiente ilustración:

A.- Onda senoidal de un ciclo o hertz (Hz) por segundo. 
B.- Onda senoidal de 10 ciclos o hertz por segundo.
La frecuencia de esas ondas del espectro electromagnético se representan con la letra (f) y su unidad de medida es el ciclo o Hertz (Hz) por segundo. Otras unidades de frecuencias muy utilizadas (en otros ámbitos) son las "revoluciones por minuto" (RPM) y los "radianes por segundo" (rad/s).
La frecuencia y el periodo están relacionados de la siguiente manera:

T.- Período: tiempo en segundos que transcurre entre el paso de dos picos o dos valles por un mismo punto, o para completar un ciclo. 

V.-Velocidad de propagación: Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la velocidad de propagación de la luz en el vacío, se representa con la letra c.
La velocidad, la frecuencia, el periodo y la longitud de onda están relacionados por las siguientes ecuaciones: 

En donde:
C = Velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/seg).
 = Longitud de onda en metros.
v = Velocidad de propagación.
T = Periodo.

Longitud

Las ondas del espectro electromagnético se propagan por el espacio de forma similar a como lo hace el agua cuando tiramos una piedra a un estanque, es decir, generando ondas a partir del punto donde cae la piedra y extendiéndose hasta la orilla.
Cuando tiramos una piedra en un estanque de agua, se generan ondas similares a las radiaciones propias del espectro electromagnético.
Tanto las ondas que se producen por el desplazamiento del agua, como las ondas del espectro electromagnético poseen picos o crestas, así como valles o vientres. La distancia horizontal existente entre dos picos consecutivos, dos valles consecutivos, o también el doble de la distancia existente entre un nodo y otro de la onda electromagnética, constituye lo que se denomina “longitud de onda”.

P.- Pico o cresta: valor máximo, de signo positivo (+), que toma la onda sinusoidal del espectro electromagnético, cada medio ciclo, a partir del punto “0”. Ese valor aumenta o disminuye a medida que la amplitud “A” de la propia onda crece o decrece positivamente por encima del valor "0".
V.- Valle o vientre: valor máximo de signo negativo (–) que toma la onda senoidal del espectro electromagnético, cada medio ciclo, cuando desciende y atraviesa el punto “0”. El valor de los valles aumenta o disminuye a medida que la amplitud “A” de la propia onda crece o decrece negativamente por debajo del valor "0". 
N.- Nodo: Valor "0" de la onda senoidal.
La longitud de una onda del espectro electromagnético se representa por medio de la letra griega lambda. ( ) y su valor se puede hallar empleando la siguiente fórmula matemática:

De donde:
= Longitud de onda en metros.
c = Velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/seg).
f = Frecuencia de la onda en hertz (Hz).

Amplitud

La amplitud constituye el valor máximo que puede alcanzar la cresta o pico de una onda. El punto de menor valor recibe el nombre de valle o vientre, mientras que el punto donde el valor se anula al pasar, se conoce como “nodo” o “cero”. 
De acuerdo su longitud de onda, las O.E.M. pueden ser agrupadas en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagnético, objeto que mide la frecuencia de las ondas.

HISTORIA DEL CABLE COAXIAL

El descubrimiento del cable coaxial se adjudica a Lloyd Espenschied y Herman A. Affel, patentado el 8 de diciembre de 1931. Uninvento simple que inició el camino a las comunicaciones transatlánticas, la TV por cable y el internet de alta velocidad.

El invento describe un cable con dos conductores concéntricos, el interno o central que se encarga de transportar la información y elexterior que funciona como retorno de corrientes. Entre uno y otro hay una capa aislante.

Cinco años después de su patente, en 1936, se hicieron primeras transmisiones de TV usando cables coaxiales para las Olimpiadasde 1936 en Leipzig. Ese mismo año, se realizan experimentos para transportar señales de TV por cable y telefonía entre New York yPhiladelphia. Para diciembre se podían conducir hasta 240 llamadas simultáneas con una tensión de 10 voltios aprox, y en cortasdistancias, debido a las perdidas por la resistencia del conductor

1936 también fue el año en que se hizo el primer tendido submarino del cable coaxial en Australia,entre Melbourne y Stanley (Tasmania). El cable medía 300 kilómetros y transportaba un canal de TV y siete canales de telefonía.También la Oficina de Correos de Inglaterra hizo un enlace entre Londres y Birmingham (200 km) con 40 canales de telefonía.

En 1956 se implementó el primer cable coaxial trasatlántico, entre Escocia y Canadá.

Para los años 70 el cable coaxial había sido mejorado lo suficiente para

Soportar hasta 132000 conversaciones telefónicas (en distancias no muy grandes) Conversaciones de una tensión de 24 voltiosaprox.

En la actualidad, el cable coaxial, es capaz de soportar unas 200000 llamadas simultáneas, en distancias mundiales, y sin sufrir pérdidas ni interferencias.

El cable coaxial, es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, 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 capa aislante 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.

Construcción de un cable coaxial

La construcción de cables coaxiales varía mucho. La elección del diseño afecta al tamaño, flexibilidad y las propiedades eléctricas del cable. Un cable coaxial consta de un núcleo de hilo de cobre rodeado por un aislante (o dieléctrico), un apantallamiento o blindaje de metal trenzado y una cubierta externa.

El núcleo de un cable coaxial transporta señales electrónicas que constituyen la información. Este núcleo puede ser sólido (normalmente de cobre) o de hilos. Rodeando al núcleo existe 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 distorsión que proviene de los hilos adyacentes. El núcleo y la malla deben estar separados uno del otro. Si llegaran a tocarse, se produciría un cortocircuito, y el ruido o las señales que se encuentren perdidas en la malla, atravesarían el hilo de cobre.

El apantallamiento tiene que ver con el trenzado o malla de metal (u otro material) que rodea los cables. El apantallamiento protege los datos que se transmiten, absorbiendo el ruido, de forma que no pasa por el cable y no existe distorsión de datos. Al cable que contiene una lámina aislante y una capa de apantallamiento de metal trenzado se le llama cable apantallado doble. Para grandes interferencias, existe el apantallamiento cuádruple. Este apantallamiento consiste en dos láminas aislantes, y dos capas de apantallamiento de metal trenzado.

Un cortocircuito ocurre cuando dos hilos 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 del fusible o del interruptor automático. Con dispositivos electrónicos que utilizan bajosvoltajes, el efecto es menor, y casi no se detecta. Estos cortocircuitos de bajo voltaje causan un fallo en el dispositivo y lo normal es que se pierdan los datos que se estaban transfiriendo.

Una cubierta exterior no conductora (normalmente hecha de goma, teflón o plástico) rodea todo el cable, para evitar las posibles descargas eléctricas.

El cable coaxial es más resistente a interferencias y atenuación que el cable de par trenzado, por esto hubo un tiempo que fue el más usado.

La malla de hilos absorbe las señales electrónicas perdidas, de forma que no afecten a los datos que se envían a través del cable 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 sistema sencillo.

En los cables coaxiales los campos debidos a las corrientes que circulan por el interno y externo se anulan mutuamente.

Características

La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de cobre, de la cual se consideran los siguientes tipos:

• RG-58/U: núcleo de cobre sólido.
• RG-58 A/U: núcleo de hilos trenzados.
• RG-59: transmisión en banda ancha (CATV).
• RG-6: mayor diámetro que el RG-59 y considerado para frecuencias más altas que este, pero también utilizado para transmisiones de banda ancha.
• RG-62: redes ARCnet.

Tipos de Cable Coaxial (Estándares)

La mayoría de los cables coaxiales tienen una impedancia característica de 50, 52, 75 o 93 ohmios, siendo la de 75 la más usual. La industria de RF usa nombres de tipo estándar para cables coaxiales. En las conexiones de televisión (por cable, satélite o antena), los cables RG-6 son los más comúnmente usados para el empleo en el hogar, y la mayoría de conexiones fuera de Europa es por conectores F.

Aquí mostramos unas tablas con las características:

Tipo	Impedancia [Ω]	Núcleo	Dieléctrico			Diámetro		Trenzado	Velocidad
			tipo	[in]	[mm]	[in]	[mm]
RG-6/U	75	1.0 mm	Sólido PE	0.185	4.7	0.332	8.4	doble	0.75
RG-6/UQ	75		Sólido PE			0.298	7.62
RG-8/U	50	2.17 mm	Sólido PE	0.285	7.2	0.405	10.3
RG-9/U	51		Sólido PE			0.420	10.7
RG-11/U	75	1.63 mm	Sólido PE	0.285	7.2	0.412	10.5		0.66
RG-58	50	0.9 mm	Sólido PE	0.116	2.9	0.195	5.0	simple	0.66
RG-59	75	0.81 mm	Sólido PE	0.146	3.7	0.242	6.1	simple	0.66
RG-62/U	92		Sólido PE			0.242	6.1	simple	0.84
RG-62A	93		ASP			0.242	6.1	simple
RG-174/U	50	0.48 mm	Sólido PE	0.100	2.5	0.100	2.55	simple
RG-178/U	50	7x0.1 mm Ag pltd Cu clad Steel	PTFE	0.033	0.84	0.071	1.8	simple	0.69
RG-179/U	75	7x0.1 mm Ag pltd Cu	PTFE	0.063	1.6	0.098	2.5	simple	0.67
RG-213/U	50	7x0.0296 en Cu	Sólido PE	0.285	7.2	0.405	10.3	simple	0.66
RG-214/U	50	7x0.0296 en	PTFE	0.285	7.2	0.425	10.8	doble	0.66
RG-218	50	0.195 en Cu	Sólido PE	0.660 (0.680?)	16.76 (17.27?)	0.870	22	simple	0.66
RG-223	50	2.74mm	PE Foam	.285	7.24	.405	10.29	doble
RG-316/U	50	7x0.0067 in	PTFE	0.060	1.5	0.102	2.6	simple

• PE = polietileno.
• PTFE = politetrafluoroetileno.
• ASP = espacio de aire de polietileno.

Designaciones comerciales

Tipo	Impedancia [Ω]	Núcleo	Dieléctrico			Diámetro		Trenzado	Velocidad
			tipo	[in]	[mm]	[in]	[mm]
H155	50								0.79
H500	50								0.82
LMR-195	50
LMR-200 HDF-200 CFD-200	50	1.12 mm Cu	PF CF	0.116	2.95	0.195	4.95		0.83
LMR-400 HDF-400 CFD-400	50	2.74 mm Cu y Al	PF CF	0.285	7.24	0.405	10.29		0.85
LMR-600	50	4.47 mm Cu y Al	PF	0.455	11.56	0.590	14.99		0.87
LMR-900	50	6.65 mm BC tubo	PF	0.680	17.27	0.870	22.10		0.87
LMR-1200	50	8.86 mm BC tubo	PF	0.920	23.37	1.200	30.48		0.88
LMR-1700	50	13.39 mm BC tubo	PF	1.350	34.29	1.670	42.42		0.89

Tipos

Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión de datos en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (CATV) y cables de banda base (Ethernet).

El tipo de cable que se debe utilizar depende de la ubicación del cable. Los cables coaxiales pueden ser de dos tipos:

Policloruro de vinilo (PVC

El policloruro de vinilo es un tipo de plástico utilizado para construir el aislante y la cubierta protectora del cable en la mayoría de los tipos de cable coaxial. El cable coaxial de PVC es flexible y se puede instalar fácilmente en cualquier lugar. Sin embargo, cuando se quema, desprende gases tóxicos. Es más dado a daño por corrosión en exteriores, para ello se emplean las cubiertas de polietileno.

Plenum

El plenum contiene materiales especiales en su aislamiento y en una clavija del cable. Estos materiales son resistentes al fuego y producen una mínima cantidad de humos tóxicos. Sin embargo, el cableado plenum es más caro y menos flexible que el PVC.

Aplicaciones tecnológicas

Conmutador DiSEqC con interruptor 4x1.

Se puede encontrar un cable coaxial:

• Entre la antena y el televisor;
• en las redes urbanas de televisión por cable e Internet;
• entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados);
• en las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59);
• en las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5;
• en las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos.

Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógica basados en la multiplexación por división de frecuencia(FDM), donde se alcanzaban capacidades de transmisión de más de 10 000 circuitos de voz. Asimismo, en sistemas de transmisióndigital, basados en la multiplexación por división de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de 7000 canales de 64 kbps.

El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes locales, ya que, debido a que se instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.

Ruido

Intererencia

En física, la interferencia es un fenómeno en el que dos o másondas se superponen para formar una onda resultante de mayor, menor o igual amplitud. El efecto de interferencia puede ser observado en todos los tipos de onda, como ondas de luz, radio, sonido, etc.

Distorsión

Se entiende por distorsión la diferencia entre la señal que entra a un equipo o sistema y la señal que sale del mismo. Por tanto, puede definirse como la "deformación" que sufre una señal tras su paso por un sistema. La distorsión puede ser lineal o no lineal. Si la distorsión se da en un sistema óptico recibe el nombre de aberración.

Atenuación

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.¹

Si introducimos una señal eléctrica con una potencia P₂ en un circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrirá una atenuación y al final de dicho circuito obtendremos una potencia P₁. La atenuación (α) será igual a la diferencia entre ambas potencias.

La atenuación del sonido es el reparto de energía de la onda entre un volumen de aire cada vez mayor.

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

${\displaystyle \alpha =10\times log{\frac {P_{1}}{P_{2}}}}$

en términos de tensión

${\displaystyle \alpha =20\times log{\frac {V_{1}}{V_{2}}}}$

10*log en base 10 de I1/I2

Diafonía

En Telecomunicación, se dice que entre dos circuitos existe diafonía, denominada en inglés Crosstalk (XT), cuando parte de las señales presentes en uno de ellos, considerado perturbador, aparece en el otro, considerado perturbado.

La diafonía, en el caso de cables de pares trenzados se presenta generalmente debido a acoplamientos magnéticos entre los elementos que componen los circuitos perturbador y perturbado o como consecuencia de desequilibrios de admitancia entre los hilos de ambos circuitos.

La diafonía se mide como la atenuación existente entre el circuito perturbador y el perturbado, por lo que también se denomina atenuación de diafonía.

Constante de Propagación

La constante de propagación (a veces llamada el coeficiente de propagación) se utiliza para expresar la atenuación (pérdida de la señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión. Conforme se propaga una onda, a lo largo de la línea de transmisión, su amplitud se reduce con la distancia viajada. La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción en voltaje o corriente en la distancia conforme una onda TEM se propaga a lo largo de la línea de transmisión. ž

Para una línea infinitamente larga, toda la potencia incidente se disipa en la resistencia del cable, conforme la onda se propague a lo largo de la línea. Por lo tanto, con una línea infinitamente larga o una línea que se ve como infinitamente larga, como una línea finita se termina en un carga acoplada (Z = ZL), no se refleja ni se regresa energía nuevamente a la fuente.

Coeficiente de Reflexión

el coeficiente de reflexión relaciona la amplitud de la onda reflejada con la amplitud de la onda incidente. Generalmente se representa con una ${\displaystyle \Gamma }$ (gamma mayúscula).

El coeficiente de reflexión viene dado por:

${\displaystyle \Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{0}}}$

donde ${\displaystyle Z_{L}}$ es la impedancia de carga al final de la línea, ${\displaystyle Z_{0}}$ es la impedancia característica de la línea de transmisión; este coeficiente de reflexión se puede desplazar a lo largo de la línea hacia el generador al multiplicarlo por el factor de euler a la dos veces la constante de propagación compleja de la línea por la distancia x recorrida hacia el generador (distancia que se toma como negativa por convención), esto hace que se modifique tanto su magnitud como su fase, si la línea tiene perdidas (atenuación) y solo su fase si se asume una línea sin perdidas, recordemos que ${\displaystyle \Gamma }$ (gamma mayúscula)es un número complejo.

Su valor absoluto puede calcularse a partir del coeficiente o Razón de onda estacionaria, ${\displaystyle S}$:

${\displaystyle |\Gamma |={S-1 \over S+1}}$

El coeficiente de reflexión puede calcularse gráficamente utilizando una carta de Smith.

Una parte de la onda se transfiere y otra se refleja cuando pasa de un medio a otro. El coeficiente de reflexión determina la relación entre las ondas incidente y reflejada.


Metodos de transferencia

Metodo de circuito: Divide la señal en segmentos de tiempo igual para su transferencia.

Metodo de paquete: Da prioridad a paquetes pequeños, cabecera designa tamaño.

Metodo de celda: Maneja paquetes del mismo tamaño, da prioridad al orden de llegada transporta sonido y datos.

MEDIOS NO GUIADOS 
Los medios no guiados transportan ondas electromagnéticas sin usar un conductor  físico. Este tipo de comunicación se denomina COMUNICACIÓN  INALAMBRICA.  Las señales se irradian a través del aire. Las señales no guiadas pueden viajar del origen al destino de formas diferentes: En superficie, por el cielo y en línea de visión.

 -Propagación por Superficie: Las ondas de radio viajan a través de la porción más baja de la atmósfera, abrazando a la tierra. Las señales emanan en todas las direcciones desde la antena de transmisión. La distancia depende de la cantidad de potencia en la señal. Cuanto más grande es la potencia, más grande es la distancia.

 -Propagación por el cielo: Las ondas de radio con una frecuencia mayor se irradian hacia arriba en la ionosfera y permite distancias mayores con una potencia de salida menor.

-Propagación por Línea de Vista: Se transmiten señales de muy alta frecuencia directamente de antena. La propagación por línea de vista es truculenta porque las transmisiones de radio no se pueden enfocar completamente y deben ser direccionales.   

Es el propio medio el que determina el que determina principalmente las limitaciones de la transmisión: velocidad de transmisión de los datos, ancho de banda que puede soportar y espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados resulta más determinante en la transmisión el espectro de frecuencia de la señal producida por la antena que el propio medio de transmisión. el medio solo proporciona un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las guía.

La comunicación de datos en medios no guiados utiliza principalmente:

• Señales de radio
• Señales de microondas
• Señales de rayo infrarrojo
• Señales de rayo láser

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Señales de radio: Son capaces de recorrer grandes distancias, atravesando edificios incluso. Son ondas omnidireccionales: se propagan en todas las direcciones. Su mayor problema son las interferencias entre usuarios.

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Señales de Microondas: Estas ondas viajan en línea recta, por lo que emisor y receptor deben estar alineados cuidadosamente. Tienen dificultades para atravesar edificios. Debido a la propia curvatura de la tierra, la distancia entre dos repetidores no debe exceder de unos 80 Kms. de distancia. Es una forma económica para comunicar dos zonas geográficas mediante dos torres suficientemente altas para que sus extremos sean visibles.

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Señales de Infrarrojo: Son ondas direccionales incapaces de atravesar objetos sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones de corta distancia.

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Señales de Rayo Laser: Las ondas láser son unidireccionales. Se pueden utilizar para comunicar dos edificios próximos instalando en cada uno de ellos un emisor láser y un foco detector.

En este tipo de métodos la información se transmite por ondas de radio, lo que hace que si se requiere confidencialidad deba ir codificada. Las señales de radio se pueden propagar de uno de los siguientes modos: 

  * Ondas de superficie. El soporte físico de la información son unas ondas de radio que tienen la particularidad de propagarse siguiendo la curvatura terrestre. Se utilizan para distancias cortas. Son usadas en radiodifusión. 

  * Ondas de espacio. Se envían dos haces de ondas de una antena a otra; un haz va directo y el otro rebota sobre la superficie terrestre para llegar a destino. Las distancias no pueden ser muy grandes. Se utilizan en los repetidores de televisión. 

  * Ondas de cielo. Rebotan en la ionosfera terrestre. Con estas ondas se pueden cubrir distancias muy grandes. Las utilizan los radio-aficionados. 

  * Ondas vía satélite. Son ondas de muy alta frecuencia que atraviesan la ionosfera hasta los satélites de comunicaciones, que las pueden reenviar hacia tierra. Actualmente se utilizan para todo tipo de telecomunicaciones, como telefonía o televisión. 

Las técnicas de transmisión de datos para métodos no guiados son las siguientes: 

  * Luz infrarroja. El emisor y el receptor tienen que estar a la vista directamente. Es un método muy barato. Con su ancho de banda se pueden alcanzar velocidades de 10 Mbps. Un inconveniente para el uso de esta técnica es la falta de normas. Los principales problemas para la emisión por infrarrojos son la interposición de objetos y los fenómenos atmosféricos como niebla o lluvia. Se utilizan en redes privadas en una sala o para conectar edificios que están a la vista. 

  * Radio de espectro estrecho, o radiofrecuencia simple. Consiste en sintonizar una determinada frecuencia dentro de una banda. La ventaja de este medio de transmisión es que atraviesa obstáculos, con lo que no exige la visión directa entre emisor y receptor.