Ondas infrarrojos

Ondas infrarrojos

¿Qué es?¿Para que se usa?

La radiación infrarroja o radiación térmica es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.
Un uso muy común es el que hacen los mandos a distancia (ó telecomandos) que generalmente utilizan los infrarrojos en vez de ondas de radio ya que no interfieren con otras señales como las señales de televisión. Los infrarrojos también se utilizan para comunicar a corta distancia los ordenadores con sus periféricos. Los aparatos que utilizan este tipo de comunicación cumplen generalmente un estándar publicado por Infrared Data Association.

La luz utilizada en las fibras ópticas es generalmente de infrarrojos.

Ventajas

• Circuito de bajo costo: $2-5$ por todo el circuito de codificado/decodificado
• Requerimientos de bajo voltaje por lo tanto es ideal para Laptops, teléfonos, asistentes personales digitales.
• Circuiteria simple: no requiere hardware especial, puede ser incorporado en el circuito integrado de un producto.
• Alta seguridad: Como los dispositivos deben ser apuntados casi directamente alineados (capaces de verse mutuamente) para comunicarse.

Desventajas

• Se bloquea la transmisión con materiales comunes: personas, paredes, plantas, etc.
• Corto alcance: la performance cae con distancias mas largas.
• Sensible a la luz y el clima. Luz directa del sol, lluvia, niebla, polvo, polución pueden afectar la transmisión.
• Velocidad: la transmisión de datos es más baja que la típica transmisión cableada.

Historia

Los infrarrojos fueron descubiertos en 1800 por William Herschel un astrónomo inglés de origen alemán. Herschel colocó un termómetro de mercurio en el espectro obtenido por un prisma de cristal con el fin de medir el calor emitido por cada color. Descubrió que el calor era más fuerte al lado del rojo del espectro y observó que allí no había luz. Esta es la primera experiencia que muestra que el calor puede transmitirse por una forma invisible de luz. Herschel denominó a esta radiación "rayos calóricos", denominación bastante popular a lo largo del siglo XIX que, finalmente, fue dando paso al más moderno de radiación infrarroja.
Los primeros detectores de radiación infrarroja eran bolómetros, instrumentos que captan la radiación por el aumento de temperatura producido en un detector absorbente.

Microondas

Microondas

¿Qué es la radiocomunicación por microondas?
La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o voz a través de radiofrecuencias con longitudes de onda en la región de frecuencias de microondas.
Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 300 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “microondas“.

¿Cómo se ponen las antenas y torres de microondas?
Equipos Un radioenlace está constituido por equipos terminales y repetidores intermedios. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama salto .

Usos
El uso principal de este tipo de transmisión se da en las telecomunicaciones de largas distancias, se presenta como alternativa del cable coaxial o la fibra óptica.
Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes:

• Telefonía básica (canales telefónicos).
• Datos, incluyendo WiMAX.
• Telégrafo/Telex/Facsímile.
• Canales de Televisión.
• Video.
• Telefonía celular (entre troncales).
• Transmisión de televisión y voz.

Ondas de radio

Ondas de radio

¿Como viajan alrededor del mundo?

Como todas las ondas electromagnéticas viajan por el vacío o por el aire.

¿Velocidad a la que se transmiten?

 Las ondas radio viajan a la velocidad de la luz.

¿Para que se usan?

Son utilizadas para comunicaciones radio fija y móvil, radiodifusión, radar y otros sistemas de navegación, satélites de comunicaciones, redes telemáticas y otras muchas aplicaciones.

¿Cómo fueron las primeras transmisiones? Historia.

Hace más de 100 años gracias a las teorías propuestas alrededor de 1880 por James Maxwell y Heinrich Hertz, se llevaron a cabo las primeras transmisiones de radio en Italia, a cargo de Guglielmo Marconi. Marconi hizo la primera transmisión de radio en 1894, llegando a recibir pulsos eléctricos a más de un kilómetro.

¿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, 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 está basada en la utilización de ondas de luz para transmitir información binaria. Un sistema de transmisión óptico tiene tres componentes:

• La fuente de luz que se encarga de convertir una señal digital eléctrica en una señal óptica.
• El medio de transmisión es una fibra de vidrio ultradelagada que transporta la luz. 
• El detector se encarga de generar un pulso eléctrico en el momento en el que la luz incide sobre él.  

Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión interna total) y la ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite.

Los cables de fibra óptica  pueden transmitir la luz de tres formas diferentes:

• Monomodo: Sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).
• Multimodo:es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico. El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
• Multimodo de índice gradual:En este tipo de fibra óptica, el núcleo está constituido de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción, causando que el rayo de luz de refracte poco a poco mientras viaja por el núcleo.

Los cables de fibra óptica suelen estar formados por variass fibras que forman dos tipos de cables dependiendo de dónde van a ser instalados:

• Cable holgado: Es un cable empleado tanto para exteriores como para interiores que consta de varios tubos de fibra rodeando un miembro central de refuerzo y provisto de una cubierta protectora. Cada tubo de fibra, de dos a tres milímetros de diámetro lleva varias fibras ópticas que descansan holgadamente en él. Los tubos pueden ser huecos o estar llenos de un gel hidrófugo que actúa como protector antihumedad impidiendo que el agua entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable. Su núcleo se complementa con un elemento que le brinda resistencia a la tracción que bien puede ser de varilla flexible metálica o dieléctrica como elemento central o de hilaturas de Aramida o fibra de vidrio situadas periféricamente.

• Cable con recubrimiento ajustado: Es un cable diseñado para instalaciones en el interior de los edificios, es más flexible y con un radio de curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada. Contiene varias fibras con protección secundaria que rodean un miembro central de tracción, todo ello cubierto de una protección exterior. Cada fibra tiene una protección plástica extrusionada directamente sobre ella, hasta alcanzar un diámetro de 900 µm rodeando al recubrimiento de 250 µm de la fibra óptica. Esta protección plástica además de servir como protección adicional frente al entorno, también provee un soporte físico que serviría para reducir su coste de instalación al permitir reducir las bandejas de empalmes.

Existen tres formas de unir dos cables de fibra óptica:

• Utilizando conectores
• Realizando empalmes de forma mecánica 
• Fundiendo los extremos 

Las ventajas que tiene el uso de fibra óptica frente a los cables de cobre  convencionales son las siguientes:

• Puede manejar anchos de banda mucho más grandes que en el de cobre.
• Debido a su baja atenuación sólo se necesitan repetidores cada 30 km.
• No es interferida por  ondas electromagnéticas.
• Es delgada y ligera, sobre todo comparada con cables de cobre de igual capacidad de transmisión.
• Las fibras no tienen fugas y es muy difícil intervenirlas

Cable coaxial

El cable coaxial es un medio típico de transmisión. Es un tipo de cable que tiene mejor blindado que el de par trenzado, por ello tiene una mayor velocidad de transmisión y los tramos entre repetidores y estaciones pueden ser más largos.
El cable coaxial consta de un alambre de cobre duro en el centro por donde circula la señal y está rodeado por un material aislante. El material aislante está rodeado por un conductor cilíndrico presentado como una malla de cobre trenzado que hace de masa. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. Está construcción le confiere un elevado ancho de banda y excelente inmunidad al ruido.

La velocidad de transmisión de este cable depende de la longitud. Hoy en día se utilizan para televisión por cable y para acceso a redes de área extensa.

Existen dos tipos de cable coaxial que son fundamentales: el cable coaxial de banda base y el cable coaxial de banda ancha.

Cable coaxial de banda base: Se utiliza para la transmisión digital. Cuanto más corto es el cable mayor velocidad de transmisión de datos. Existen dos tipos:

• Coaxial grueso: Para realizar estructura troncal de distribución de la red. Hay dos clases:
• RG-100: Es el más utilizado y su diámetro de de 1 cm aproximadamente.
• RG-150:Posee una secuencia de capas trenzadas que protegen mejor que las interferencias electromagnéticas.
• Coaxial fino: Es el más fácil de instalar por su flexibilidad aunque es más caro y posee menor inmunidad frente a las interferencias. Su diámetro es de 0.5 cm aproximadamente.

Coaxial de banda ancha: Se utiliza para la transmisión analógica, se usa comúnmente para el envío de la señal de televisión por cable.

PAR TRENZADO

El par trenzado consiste en dos cables de cobre aislados, enlazados de dos en dos de forma helicoidal, semejante a la estructura del ADN. La forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos y a otras interferencias procedentes del exterior.

En un par trenzado, normalmente uno de los cables está marcado con una línea longitudinal que indica que se utiliza como masa. Esto es debido a que, a diferencia del cable paralelo, el cable de par trenzado se utiliza también para transmisión digital, y es necesario seguir el orden en ellos cuando se engasta al conector.

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:

• 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).

Los pares tranzados suelen agruparse en cables de mayor grosor, recubiertos por un material aislante, ya que su transmisión suele ser símplex. Dependiendo de la forma en la que se agrupan estos pares, tenemos varios tipos:

• Pares trenzados no apantallados (UTP) : Son los más simples y no tienen ningún tipo de pantalla conductora. Son muy flexibles pero son muy sensibles a interferencias. Es la categoría 5 y está recubierto de una malla de teflón.
• Pares trenzados apantallados individualmente (STP) : Son iguales a los anteriores pero en este caso se rodea a cada par de una malla conductora, que conecta a las diferentes tomas de tierra de los equipos. Poseen una gran inmunidad al ruido.
• Pares trenzados apantallados individualmente con malla global (S/STP) : Son iguales que los anteriores, pero añadiendo una pantalla global a todos los cables. Poseen una mayor inmunidad al ruido que el resto.
• Pares trenzados totalmente apantallados (FTP): Son unos cables de pares que poseen una pantalla conductora global en forma trenzada. Mejora la protección frente a interferencia con respecto a los cables UTP, su coste es inferior a los STP.

PAR SIN TRENZAR (PARALELO)

Este medio de transmisión está formado por dos hilos de cobre paralelos recubiertos  de un material aislante (plástico). Este tipo de cableado 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.

Este es un medio semidúplex ya que la información circula en los dos sentidos por el mismo cable pero no se realiza al mismo tiempo.

El cable paralelo se utiliza fundamentalmente en tendido eléctrico de alta tensión y también para transmisión de datos a corta distancia, ya que las interferencias afectan mucho a este tipo de transmisiones.
El cable paralelo se utiliza comúnmente dentro del ordenador para comunicar entre sí los diferentes elementos internos de él, ya que la distancia que los separa es muy corta y, por lo tanto, no es necesaria la protección frente al ruido. También se utilizan en los cables serie, paralelo y cables telefónicos que conectan el terminal a la caja de conexiones del usuario. Este tipo de cable también se le conoce como el cable de categoría de categoría 1.