CABLES, CABLES Y MÁS CABLES

Aquí se muestran cables coaxiales RCA y HDMI.

MEDIOS FÍSICOS

MEDIOS FÍSICOS

Para la transmisión de información

1.-Alambre de cobre (mejor conductor de electricidad)

CARACTERÍSTICAS

-Alta conductividad eléctrica (por su capacidad de transportar electricidad) y mecánica (por su resistencia y maleabilidad).

-Alto grado de conductividad térmica y ductibilidad especialmente en cables de diámetros pequeños.
-Gran resistencia a la corrosión.

-Alta capacidad de formar aleaciones metálicas

-Capacidad de deformación en caliente y en frío por lo que se puede moldear en alambres, planchas o láminas de cobre.

USOS

-Electricidad y telecomunicaciones

-Medios de transporte

-Construcción

-Ornamentación

-Monedas

CONSTITUCIÓN

-Un solo elemento o hilo conductor.

-Una serie de hilos conductores o alambres retorcidos entre sí que otorgan gran flexibilidad.

2.-Cable coaxial

CARACTERÍSTICAS

-Sus propiedades físicas, mecánicas, y eléctricas están directamente relacionadas con el uso que se les quiera dar.

-Existe en el mercado una amplia gama de formas y diseños.

-Poseen una amplitud de banda y propagación muy atractivas, útiles que pueden llevar miles de señales a la vez.

En la transmisión de base ancha (broadband) un solo cable es dividido eléctricamente en muchos canales, cada uno lleva diferentes transmisiones. (televisión por cable)

El otro tipo de transmisión es la banda-base (baseband). En esta, sólo una señal se transmite a través de un cable. (cable de teléfono)

3.-Cable de par trenzado (Twisted Pair Wire)


CARACTERÍSTICAS
-Es el medio de transmisión más común

-Consiste en dos cables que han sido entrelazados entre sí (un número específico dos veces por pie) y que están envueltos por una cubierta protectora.

-Cada cable de par trenzado está cubierto de un material aislante como plástico, que evita que los cables de cobre tengan contacto entre sí y que la señal de un par de cables interfiera con la de otro par de cables.

Un conjunto de par trenzados puede agruparse en un gran cable. Dado que la comunicación a través del par trenzado requiere ambos cables, cada par es considerado una línea de comunicación.

3.1-Cable de par trenzado sin cobertura (Unshielded Twisted Pair) UTP

Es más susceptible a la interferencia pues no tiene el forro que la evite, sin embargo, es adecuado para la transmisión de voz y se utiliza regularmente en residencias y sistemas telefónicos de oficina. (audífonos)

3.2-Cable de par trenzado con cobertura (Shielded Twisted Pair ) STP

Cada par es colocado en un forro metálico creado con cables muy finos, que absorbe cualquier interferencia. Los cables son luego colocados en un forro plástico.

Típicamente se utiliza STP cuando se necesitan varios cables en un pequeño espacio o en un ambiente con equipos eléctricos.

Conductor interno o vivo
Dieléctrico-Aislar y permitir el flujo de electrones.

Lámina-Recubrimiento aislante y transmisor de electrones.

Malla- Recubrimiento aislante y transmisor de electrones.

Lámina antideslizante- Impedir movimiento.

Aislante externo

FIBRA ÓPTICA

-Medio físico (híbrido)

-La información se transmite por medio de luz (fotones).

En uno de los extremos del círculo se encuentra un transductor que recibe la energía electromagnética y la transforma en luz, dicha luz viaja por cable de fibra óptica hasta llegar a un segundo transductor que se denomina “detector óptico o receptor”, el cual convierte la energía luminosa en energía electromagnética.

La señal de fibra óptica es prácticamente imposible de interrumpir.

No hay interferencia porque la luz no se distorsiona.

COMPONENTES

-Núcleo

-Revestimiento

-Forro o jacket

*Se fabrica con dióxido de silicio, cuarzo, silicona, germanio.

ETHERNET DE 10 Gigabit

Desarrollada en 2002.

Utilizada generalmente para constituir “site backbones” debido a sus características de ancho de banda (hasta de 1 Tb/s) y múltiples configuraciones.

Toslink

-Desarrollado por Toshiba: “TOShiba_Link”

-Utilizado para transferencia de audio digital en alta calidad (PCM, sin comprensión)

-Puede estar fabricado por fibra plástica de baja o alta calidad y fibra de cristal de cuarzo.

-Ancho de banda de hasta 125 Mbit/s

Fiberchannel

Desarrollado en 1994 y estandarizado por el ANSI (American Standard Institute)

Utilizado en sistemas de almacenamiento masivo.

Usa tanto fibra óptica de modo simple (single mode) como multi-modo (multi mode)

Utiliza un ancho de banda 400 MBs/s

INTERFACES FÍSICAS

RCA (Radio Corporation of America)

• Surge en la década de los 30’s pero su comercialización toma fuerza hasta la segunda mitad de los 40’s.

• Su uso va desde la transmisión de audio y video análogos hasta la transmisión de audio digital.

• Se encuentra presente en conexiones donde la señal de video se transmite a través de un solo cable (video compuesto), dos cables (Separate video/ S-video), tres cables (video componente/ component video) brindando siempre una señal de video análogo.

• La calidad de transmisión varía según la modalidad de interface seleccionada, así como las capacidades de resolución y refresh rate.

BNC (Bayonet Neill-Concelman)

• Alternativa para las conexiones con interface RCA. Su uso es con señales de Radio Frecuencia, video análogo, digital y transmisión de frecuencias por microondas.

• Se utiliza mayormente en la industria naval y en la aviación. También puede sustituir al conector RCA en conexiopnes de video análogas y digitales (a través de los estándares SMPTE). Se utiliza mucho en conectores para HDTV broadcasting (Cables SDI/Serial Digital Interface) y HD-SDI.

• Permite una transmisión de hasta 1.485 Gb./s en video digital y resoluciones de hasta 1080p(progresive).

SCART (Syndicat des Constructeurs d’Appareils Radiorécepteurs et Teléviseurs)

• Nace en la segunda mitad de la década de los 70´s en Francia, tornándose standard en la década de los 80´s.

• Standard para conexiones audio/video en Europa.

• Engloba interfaces de video compuesto, video componente, audio stereo, video RGB, S-video y datos (teletext) en un solo cable.

• Soporta una resolución máxima de 768 x 576 i (interlace)

DVI (Digital Visual Interfase)

• Desarrollado por el Digital Display Working Group (DDWG) en 1999.

• Su uso principal es llevar señales sin compresión de video. Para la transmisión de audio por este tipo de interface se requiere el uso de convertidores especiales.

• Se encuentra en los displays de LCS de las computadoras personales.

• Existen básicamente 2 tipos: DVI-D (compatibles con señales digitales) y DBI-A (compatible con señales análogas). Un terecer tipo es el DVI-I (Integrado), compatible con ambos tipos de señal.

• Resolución máxima de 2560 x 1600 pixeles a 60 MHz.

HDMI (High Definition Multimedia Interfase)

• Creado por el grupo HDMI Founders (Hitachi,, Matsushita Electric Industrial (Panasonic/ National/ Quasar), Philips, Silicon Image, Sony, Thomson (RCA) y Toshiba) en 2002.

• Capaz de transmitir audio y video digital sin compresión. Soporta 8 canales de audio digital.

• Interface para alta definición (2560 x 1600 pixeles) con un frame rate de máximo de 340 MHz.

• Existen cuatro clasificaciones: A, B ,C, y D. Soporta displays de nueva generación(en su especificación B) con el estándar WQUXGA de 3840 x 2400 pixeles de resolución.

DisplayPort

• Desarrollado por la asociación Video Electronics Standards Association (VESA) en enero de 2008.

• Interface Royalty Free, es decir no cobra regalías por unidad ni cuota anual por su utilización.

• Transmite audio y video digital entre el CPU y el monitor o entre el CPU y un sistema de teatro en casa.

• Posible competidor contra en HDMI en futuras versiones. Su última especificación (1.2) utiliza fibra óptica en lugar de cable de cobre.

• Soporta resoluciones máximas de 2560 x 1600 pixeles a 75 MHz.

USB (Universal Serial Bus)

• Estandarizado por el USB Implementers Forum. Surge en 1994 con el estándar 1.0 y en el año 2000 el 2.0

• En noviembre de 2008 surge el estándar 3.0

• Se conocen como: Slowspeed y FullSpeed (1.0), HighSpeed (2.0) y SuperSpeed (3.0)

• Reemplaza a la mayoría de los puertos seriales y paralelos en computadoras personales. Soporta hasta 127 periféricos por host.

• Permite transferencia de cualquier tipo de datos, así como de corriente eléctica.

• Tasas de transferencia de hasta 12 Mb/s (1.0), 480 Mb/s (2.0) y 5.0 Gb/s (3.0)

FireWire (IEE 1394 o iLink)

• Desarrollado por Apple Inc. Y estandarizado por el IEEE P 1394 Working group en 1995.

• Se creó como reemplazo de la interface SCSI (Small Computer System Interface). Soporta hasta 63 periféricos por host.

• Permite Plug&Play Technology y HotSwapping. No necesita conexión a corriente.

• Existen 4 estándares: Fire Wire 400 (400 Mbit/s), 800 (800 Mbit/s), 1600 (1.6 Gbit/s) y 3200 (3.2 Gbit/s)

• Mejor en desempeño y velocidad que USB pero más caro y menos estandarizado. 

PEZ ERMENEGILDO 2

Este es el segundo video que representa la metáfora del pez que descubre un mundo al que él pertenece a través de la tecnología. Igualmente pasa en la realidad con nosotros, que descubrimos gente que piensa y comparte nuestras ideas gracias a la tecnología.

Las fibras ópticas son hilos largos y muy finos de vidrio puro, que están agrupados en conjuntos o grupos, y que se llaman cables ópticos, y que transmiten señales de luz a distancias largas. Si miras de cerca una de estas fibras ópticas, podrás ver que se compone de las siguientes partes:


Núcleo – Es el centro de la fibra formada por un fino vidrio donde viaja la luz.
Revestimiento – Es el material óptico que rodea al núcleo y que reflecta la luz de vuelta al núcleo.
Cubierta externa – Es la cubierta de plástico que protege la fibra de posibles daños y de la humedad.
Cientos de miles de estas fibras ópticas se agrupan en cables ópticos más grandes, que a su vez se protegen por una cubierta externa llamada chaqueta. Las fibras ópticas pueden venir en dos modos.


Fibras mono-modo
Fibras multi-modo
Las fibras mono-modo tienen unos núcleos pequeños, con unos nueve microns de diámetro. Transmiten la luz láser con una longitud de onda de entre 1300 a 1550 nanómetros. Las fibras multi-modo tienen unos núcleos más grandes con un diámetro de unos 63 microns y una transmisión de luz de entre 850 a 1300 nanómetros.


  
¿Cómo se transmite la luz en una fibra óptica?


Supón que quieres iluminar con una linterna un pasillo largo y recto. No habría ningún problema, ya que solo hay que apuntar el rayo de luz por el pasillo y dicha luz viajará en línea recta al final del pasillo. ¿Qué ocurre si el pasillo tiene algún recoveco o doblez? Podrías poner un espejo en la curva para reflejar el rayo de luz para que iluminara la esquina. ¿Que ocurre si el pasillo tiene muchas esquinas? Tendrías que poner varios espejos en las paredes y calcular los desvíos que tendría que hacer el rayo de luz por todo el camino lleno de esquinas. Esto es exactamente lo que ocurre con la fibra óptica.


La luz en una fibra óptica viaja por el núcleo (pasillo) rebotando continuamente con el revestimiento (espejos en las paredes), lo que se llama reflexión interna total. El revestimiento no absorbe nada de luz del núcleo, la luz puede viajar por distancias largas. Sin embargo, algunas de las señales de luz pueden degradarse dentro de la fibra, principalmente por las impurezas del vidrio. La extensión de esta degradación depende de la pureza del vidrio y la longitud de onda de la luz transmitida.


El sistema de fibra óptica


Básicamente el sistema de fibra óptica se compone de un transmisor, la fibra óptica en si, un regenerador óptico y un receptor óptico.


El transmisor – Está físicamente cerca de la fibra óptica y puede incluso tener lentes para enfocar la luz en la fibra.


Regenerador óptico – Como se ha comentado, se pueden perder señales cuando se transmite la luz dentro de la fibra, especialmente en distancias largas. Por ello, uno o más regeneradores ópticos son puestos a lo largo del cable para aumentar la señal de luz degradada.


Un receptor óptico – Recibe la señal de luz digital entrante, la decodifica y envía la señal eléctrica a los otros usuarios, que pueden ser ordenadores, televisión o sistema de teléfonos. El receptor usa una foto célula o foto diodo para detectar la luz.


Ventajas de la fibra óptica


¿Por qué las fibras ópticas han revolucionado las telecomunicaciones? Comparándolo con los cables convencionales de cobre, podemos tomar considerar estas ventajas:


Menos caro – Varios kilómetros de cable óptico puede ser más baratos que su equivalente en cable de cobre. Esto ahorra dinero a los proveedores de servicios y a sus usuarios.


Mas fino – Las fibras ópticas usan diámetros más pequeños que otros cables, no ocupando tanto espacio.


Mayor capacidad para transportar datos – Al ser cables más finos, se pueden agrupar mayor cantidad de fibras en un solo cable óptico. Esto permite mas cantidad de líneas telefónicas o de canales en un solo cable, aumentando la su capacidad.

FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica puede decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuación de 1000 dB/Km. (al incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminuía ½), estas perdidas restringía, las transmisiones ópticas a distancias cortas. En 1970, la compañía de CORNING GLASS de Estados Unidos fabricó un prototipo de fibra óptica de baja perdida, con 20 dB/Km. Luego se consiguieron fibras de 7 dB/Km. (1972), 2.5 dB/Km. (1973), 0.47 dB/Km. (1976), 0.2 dB/Km. (1979). Por tanto a finales de los años 70 y a principios de los 80, el avance tecnológico en la fabricación de cables ópticos y el desarrollo de fuentes de luz y detectores, abrieron la puerta al desarrollo de sistemas de comunicación de fibra óptica de alta calidad, alta capacidad y eficiencia. Este desarrollo se vio apoyado por diodos emisores de luz LEDs, Fotodiodos y LASER (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación).


La Fibra Óptica es una varilla delgada y flexible de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto, constituida de material dieléctrico (material que no tiene conductividad como vidrio o plástico), es capaz de concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas pérdidas incluso cuando esté curvada. Está formada por dos cilindros concéntricos, el interior llamado núcleo (se construye de elevadísima pureza con el propósito de obtener una mínima atenuación) y el exterior llamado revestimiento que cubre el contorno (se construye con requisitos menos rigurosos), ambos tienen diferente índice de refracción ( n2 del revestimiento es de 0.2 a 0.3 % inferior al del núcleo n1 ).


El diámetro exterior del revestimiento es de 0.1 mm . aproximadamente y el diámetro del núcleo que transmite la luz es próximo a 10 ó 50 micrómetros. Adicionalmente incluye una cubierta externa adecuada para cada uso llamado recubrimiento.

Ventajas de la tecnología de la fibra óptica

Baja Atenuación
Las fibras ópticas son el medio físico con menor atenuación. Por lo tanto se pueden establecer enlaces directos sin repetidores, de 100 a 200 Km . con el consiguiente aumento de la fiabilidad y economía en los equipamientos.


Gran ancho de banda
La capacidad de transmisión es muy elevada, además pueden propagarse simultáneamente ondas ópticas de varias longitudes de onda que se traduce en un mayor rendimiento de los sistemas. De hecho 2 fibras ópticas serían capaces de transportar, todas las conversaciones telefónicas de un país, con equipos de transmisión capaces de manejar tal cantidad de información (entre 100 MHz/Km a 10 GHz/Km).


Peso y tamaño reducidos
El diámetro de una fibra óptica es similar al de un cabello humano. Un cable de 64 fibras ópticas, tiene un diámetro total de 15 a 20 mm . y un peso medio de 250 Kg/km. Si comparamos estos valores con los de un cable de 900 pares calibre 0.4 (peso 4,000 Kg/Km y diámetro 40 a 50 mm ) se observan ventajas de facilidad y costo de instalación, siendo ventajoso su uso en sistemas de ductos congestionados, cuartos de computadoras o el interior de aviones.


Gran flexibilidad y recursos disponibles
Los cables de fibra óptica se pueden construir totalmente con materiales dieléctricos, la materia prima utilizada en la fabricación es el dióxido de silicio (Si0 2 ) que es uno de los recursos más abundantes en la superficie terrestre.


Aislamiento eléctrico entre terminales
Al no existir componentes metálicos (conductores de electricidad) no se producen inducciones de corriente en el cable, por tanto pueden ser instalados en lugares donde existen peligros de cortes eléctricos.


Ausencia de radiación emitida
Las fibras ópticas transmiten luz y no emiten radiaciones electromagnéticas que puedan interferir con equipos electrónicos, tampoco se ve afectada por radiaciones emitidas por otros medios, por lo tanto constituyen el medio más seguro para transmitir información de muy alta calidad sin degradación.


Costo y mantenimiento
El costo de los cables de fibra óptica y la tecnología asociada con su instalación ha caído drásticamente en los últimos años. Hoy en día, el costo de construcción de una planta de fibra óptica es comparable con una planta de cobre. Además, los costos de mantenimiento de una planta de fibra óptica son muy inferiores a los de una planta de cobre. Sin embargo si el requerimiento de capacidad de información es bajo la fibra óptica puede ser de mayor costo.


Las señales se pueden transmitir a través de zonas eléctricamente ruidosas con muy bajo índice de error y sin interferencias eléctricas.


Las características de transmisión son prácticamente inalterables debido a los cambios de temperatura, siendo innecesarios y/o simplificadas la ecualización y compensación de las variaciones en tales propiedades. Se mantiene estable entre -40 y 200 ºC .


Por tanto dependiendo de los requerimientos de comunicación la fibra óptica puede constituir el mejor sistema.

Desventajas de la fibra óptica

El costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una solución mucho más costosa que el conductor de cobre.


La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.


Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.


Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.