EL CIRCUITO TELEFONICO 1 En este Modulo nos centraremos en el primer caso. Es decir los medios Guiados
EL CIRCUITO TELEFONICO 2 Medios Guiados Los medios guiados son aquellos que unen mediante un conductor a un dispositivo con otro e incluyen cables de pares trenzados, cables coaxiales y cables de fibra óptica
EL CIRCUITO TELEFONICO 3 Una señal viajando por cualquiera de estos medios es dirigida y contenida por los límites físicos del medio. El par trenzado y el cable coaxial usan conductores metálicos (de cobre) que aceptan y transportan señales de corriente eléctrica. La fibra óptica es un cable de cristal o plástico que acepta y transporta señales en forma de luz.
EL CIRCUITO TELEFONICO 4 Cable de par trenzado sin blindaje (UTP) El cable de par trenzado sin blindaje (UTP, Unshielded Twisted Pair) es el tipo más frecuente de medio de comunicación que se usa actualmente. Aunque es el más familiar por su uso en los sistemas telefónicos, su rango de frecuencia es adecuado para transmitir tanto datos como voz. Un par trenzado está formado por dos conductores (habitualmente de cobre), cada uno con su aislamiento de plástico de color. El aislamiento de plástico tiene un color asignado a cada banda para su identificación
EL CIRCUITO TELEFONICO 5 Los colores se usan tanto para identificar los hilos específicos de un cable como para indicar qué cables pertenecen a un par y cómo se relacionan con los otros pares de un manojo de cables.
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EL CIRCUITO TELEFONICO 8 El cable coaxial (o coax) transporta señales con rangos de frecuencias mas altos que los cables de pares trenzados , en parte debido a que ambos medios están construidos de forma bastante distinta. En lugar de tener dos hilos, el cable coaxial tiene un núcleo conductor central formado por un hilo sólido recubierto por un aislante de material dieléctrico, que está, a su vez, recubierto por una hoja exterior de metal conductor, malla o una combinación de ambas.
EL CIRCUITO TELEFONICO 9 La cubierta metálica exterior sirve como blindaje contra el ruido y como un segundo conductor, lo que completa el circuito. Este conductor exterior está también recubierto por un escudo aislante y todo el cable está protegido por una cubierta de plástico
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Los distintos diseños del cable coaxial se pueden categorizar según sus clasificaciones de “Radio del Gobierno” (RG). Cada cable definido por las clasificaciones RG está adaptado para una función especializada. Los más frecuentes son:
RG-8 50 Ohmios Usado en Ethernet RG-9 50 Ohmios Usado en Ethernet RG-11 50 Ohmios Usado en Ethernet RG-58 50 Ohmios Usado en Ethernet RG-59 75 Ohmios Usado para TV
EL CIRCUITO TELEFONICO 11 Hasta este momento, se han visto cables conductores (de metal) que transmiten señales en forma de corriente. La fibra óptica, por otro lado, está hecha de plástico o de cristal y transmite las señales en forma de luz. Para comprender cómo funciona la fibra óptica es necesario explorar primero varios aspectos de la naturaleza de la luz.
EL CIRCUITO TELEFONICO 12 La luz es una forma de energía electromagnética que alcanza su máxima velocidad en el vacío: 300.000 kilómetros/segundo (aproximadamente, 186.000 millas/segundo). La velocidad de la luz depende del medio por el que se propaga (cuanto más alta es la densidad, más baja es la velocidad). Refracción. La luz se propaga en línea recta mientras se mueve a través de una única sustancia uniforme. Si un rayo de luz que se propaga a través de una sustancia entra de repente en otra (más o menos densa), su velocidad cambia abruptamente.
EL CIRCUITO TELEFONICO 13 La dirección en la que se refracta un rayo de luz depende del cambio de densidad que encuentre. Un rayo de luz que se mueva de una sustancia menos densa a un medio más denso se curva hacia el eje vertical Los dos ángulos formados por el rayo de luz en relación al eje vertical se denominan I, para incidente, y R, para refractado.
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EL CIRCUITO TELEFONICO 15 En este caso, el ángulo R es menor que el ángulo I. Sin embargo, en la figura siguiente el rayo se propaga de un medio más denso a un medio menos denso. En este caso, el valor de I es más pequeño que el valor de R. e decir, cuando la luz penetra en un medio más denso, el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción; y cuando la luz penetra en un medio menos denso, el ángulo de incidencia es menor que el ángulo de refracción.
EL CIRCUITO TELEFONICO 16 Ángulo crítico Si se analiza una vez más tenemos un rayo de luz que se mueve de un medio más denso a otro menos denso. Sin embargo, en este ejemplo se incrementa gradualmente el ángulo de incidencia medido desde la vertical. A medida que se incrementa el ángulo de incidencia, también lo hace el ángulo de refracción. Este se aleja igualmente del eje vertical y se hace cada vez más próximo al horizontal.
EL CIRCUITO TELEFONICO 17 Reflexión. Cuando el ángulo de incidencia se hace mayor que el ángulo crítico, se produce un fenómeno denominado reflexión (o, más exactamente, reflexión completa, porque algunos aspectos de la reflexión siempre coexisten con la refracción). En este caso, ya no pasa nada de luz al medio menos denso, porque el ángulo de incidencia es siempre igual al ángulo de reflexión
EL CIRCUITO TELEFONICO 18 . La fibra óptica usa la reflexión para transmitir la luz a través de un canal. Un núcleo de cristal o plástico se rodea con una cobertura de cristal o plástico menos denso. La diferencia de densidad de ambos materiales debe ser tal que el rayo de luz que se mueve a través del núcleo sea reflejado por la cubierta en lugar de ser refractado por ella. La información se codifica dentro de un rayo de luz como series de destellos encendido-apagado que representan los bits uno y cero.
EL CIRCUITO TELEFONICO 19 Modos de propagación La tecnología actual proporciona dos modos de propagación de la luz a lo largo de canales ópticos, cada uno de los cuales necesita fibras con características distintas: multimodo y mono-modo. A su vez, el multimodo se puede implementar de dos maneras: índice escalonado o de índice de gradiente gradual.
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EL CIRCUITO TELEFONICO 21 Fibra multimodo de índice escalonado Fibra multimodo de índice gradual
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EL CIRCUITO TELEFONICO CONVENCIONALEL PAR DE COBRE 23
EL CIRCUITO TELEFONICO 24 CABLES MULTIPARES DE COBRE
Es un cable de pares trenzados en que cada par tiene una pantalla protectora, además de tener una lámina externa de aluminio alrededor del conjunto de pares, diseñada para reducir la absorción del ruido eléctrico externo. Este cable es más costoso y difícil de manipular que el cable sin blindaje. Los cables multipares de cobre presentan las siguientes características:
EL CIRCUITO TELEFONICO CARACTERITICAS TECNICAS DEL PAR DE COBRE 25
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EL CIRCUITO TELEFONICO 27 El diámetro de los pares de cobre comúnmente denominado calibre que se utilizan en una red de cobre son los siguientes:
CALIBRE (mm) CALIBRE (Pulgadas) DENOMINACION AMERICANA0.40 0.01594 26 AWG0.50 0.02010 24 “0.65 0.02535 22 “0.90 0.03589 19 “
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EL CIRCUITO TELEFONICO Un par de cobre comprende una distribución uniforme de inductancia y resistencia eléctrica en serie y capacitancia y conductancia distribuidas en paralelo. La conductancia es la inversa de la Resistencia de Aislación En la figura siguiente puede observarse una representación esquemática de lo expresado:
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EL CIRCUITO TELEFONICO 30 RESISTENCIA INDUCTANCIA CAPACITANCIA CONDUCTANCIA
CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL PAR DE COBRE
EL CIRCUITO TELEFONICO Este circuito eléctrico es que convencionalmente se utiliza en la técnica para representar un par de cobre. Las constantes físicas que lo componen son las siguientes: a)Resistencia eléctrica b)Inductancia c)Capacitancia d)Conductancia
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EL CIRCUITO TELEFONICO 33 La resistencia eléctrica(R) para corriente continua se expresa en Ohm/m (O/m). La siguiente expresión es la utilizada para calcular la Capacitancia: k es la constante dieléctrica del medio físico (aislación del par) y cuyo valor aproximado puede considerarse 2.05 e0 es la permisividad del espacio libre (8.85 x 10-12 )
EL CIRCUITO TELEFONICO 34 La inductancia puede expresarse con la siguiente expresión:
La constante µ0 representa la permeabilidad magnética del espacio libre y su valor es aproximadamente 4p x 10-7 . La unidad de medida es el Henry/m (H/m)
EL CIRCUITO TELEFONICO Estas constantes físicas son las consideradas características primarias de un par de cobre y en general sus magnitudes están relacionadas por unidades de longitud kilo pie (kfeet) para unidades americanas y metros para el Sistema Internacional.1Kfeet es equivalente a 304.8 metros 35
EL CIRCUITO TELEFONICO Todo lo que se ha visto hasta el presente es totalmente valido cuando se trata de corriente continua, pero en realidad cuando de una comunicación de voz o de transmisión de datos se trata; las corrientes que circulan por los circuitos telefónicos son funciones de la frecuencia.
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EL CIRCUITO TELEFONICO Por lo tanto las expresiones que expresan a los parámetros primarios de un par de cobre están ahora representados por las siguientes funciones:
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