Los medios guiados son aquellos que llevan las señales a través de un disco. Los no guiados trabajan directamente en el espacio libre (ondas electromagnéticas, luz infrarroja, etc.)
Los cables, ordenados de menor a mayor frecuencia máxima admitida son:
Las partes conductoras de un cable coaxial suelen ser de cobre o aluminio. Las partes aislantes (vaina, dieléctrico entre malla y vivo) suelen ser de plástico.
Profesionalmente (en una instalación de radio), el "coaxial" parece tuberías de fontanería. Son simplemente dos tubos concéntricos que no llevan una caja de plástico, ya que este tipo de instalaciones son fijas.
También hay cables y conectores de doble malla, llamados triaxiales (triax) . Los conectores triaxiales son muy típicos. Los cables Triax solo se utilizan para audio y video profesional.
Vale la pena mencionar el cable coaxial radiante o el cable radiante (alimentador con fugas, cable radiante) . Es un cable coaxial que irradia la señal mientras la transmite por la línea. Haga tanto el cable como la antena. Tiene una alta atenuación ya que el efecto radiante se logra al ranurar la malla para reducir el efecto de jaula de Faraday. Se usa en áreas de difícil propagación, donde no sale para colocar varias antenas, como túneles y botes.
En la imagen, en orden: cable de par trenzado FTP (tiene malla), cable coaxial genérico, cable coaxial en espiral "cellflex" con cable coaxial radiante hueco y vivo, guía de onda rectangular, fibra óptica monomodo:
| Tipos de cables de par trenzado: UTP (sin protección), FTP (con malla global, figura anterior), STP (con una malla para cada par, 4 en total), SFTP (con pantalla global y para cada par, 5 en total). Las mallas lo hacen menos flexible. FTP tiene un buen equilibrio entre protección contra EMI y flexibilidad. Siempre que use FTP / STP / SFTP, debe usar conectores RJ-45 con revestimiento a tierra. |
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| Velocidad de transferencia (Mbps) son conceptos que se confunden con las telecomunicaciones. Para no entrar en explicaciones complejas, por ahora podemos suponer que son directamente proporcionales . |
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Razones para modular:
Las señales eléctricas se transportan en dos cables conductores. Esto le permite dividir el voltaje de dos maneras diferentes.
Un controlador lleva toda la señal, el otro está conectado a tierra (0V). Por lo general, se usan en cables coaxiales y PCB. El conductor interno ("vivo") lleva la señal, mientras que el conductor externo ("malla") está conectado a tierra (0V):
En los coaxiales, la malla forma una jaula de Faraday que evita que el vivo reciba EMI de fuentes cercanas y no a su vez antena (emite OEM que causa atenuación eléctrica). También protege contra contactos eléctricos cuando se conecta al piso del edificio.
Es típico de las señales electrónicas a nivel de PCB y todo tipo de telecomunicaciones coaxiales de RF (telefonía móvil digital, Bluetooth, Wi-Fi, TV).
En este tipo de transmisiones, la información se distribuye entre dos cables. Cada cable lleva la mitad de la información, cada uno con un signo opuesto al otro:
Para recuperar la información es necesario "desequilibrar" la señal. Matemáticamente se realiza mediante una operación de resta, de hecho se utiliza un amplificador diferencial o un balun (balancer-unbalancer). Usando este método, al desbalancear se eliminan las interferencias en modo común:
Los balun son transformadores con diferentes enchufes para colocar la tierra. También sirven para ajustar las impedancias ajustando el número de vueltas. 
No se requiere conductor a tierra en los cables de par trenzado. Solo las variantes con blindaje adicional (FTP, STP, SFTP) llevan una malla a mayores de los 8 conductores para proteger contra interferencias.
Es típico de las señales de frecuencia de audio (línea fija, sonido) y el transporte de datos digitales (Ethernet).
| Medio | Natureza do sinal | Datos | Transmisión | Tecnoloxías de acceso |
|---|---|---|---|---|
| Par e par trenzado | Electricidade | Banda base (case sempre) | Balanceada (case sempre) | FDM, TDM |
| Coaxial e coaxial radiante | Modulados (case sempre) | Non balanceada | FDM, TDM, CDM | |
| Guía de onda e medios non guiados | Ondas electromagnéticas (OEM) | Modulados | Non aplica | FDM, TDM, CDM, SDM |
| Fibra óptica | Luz | Banda base ou modulados | FDM, TDM, WDM |
La primera sección explica los medios guiados de "peor" a "mejor", pero existe una cierta superposición entre muchas aplicaciones del par trenzado y el cable coaxial. Esto se debe a que las nuevas categorías de par trenzado (6a, 7, 8 ...) permiten que este controlador transmita señales de radiofrecuencia al llegar.
Si está interesado en tecnologías de acceso (multiplexación), te recomiendo este artículo y este otro.
La impedancia de una línea de transmisión es la relación entre el voltaje y la corriente que ocurre a través de esa línea (ley de Ohm en alterna) :
$$Z=\frac{V}{I}$$
Utilizaremos el término LT (línea de transmisión) para referirnos a los cables y conectores que conectan el transmisor / receptor con la antena:
| "Transceptor" significa transmisor y receptor. |
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Otro ejemplo: recepción de TV en una instalación de ICT:
Tenga en cuenta que las impedancias de la misma instalación deben ser todas iguales . Utilizaremos 50Ω en casi todos los casos (radioaficionados, navegación naval, Wi-Fi, instalaciones 4G ...). Solo se usan 75Ω en ICT y video vigilancia. Hay otras impedancias pero son más raras (93Ω).
| IMPORTANTE : No confunda la impedancia del cable (Ω) con su atenuación (dB / m). Un cable de mayor impedancia no tiene que tener más atenuación. Lo que realmente afecta la atenuación del cable es su diámetro: cuanto más grueso es el cable, menos atenuación (mejor, pero más caro). |
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Los elementos activos (moduladores, transmisores, amplificadores) generan un voltaje que es independiente de todo lo demás en la instalación.
Si conectamos una línea más pequeña "Z", como $ I = \frac {V} {Z} $ haremos que el elemento activo entregue más corriente (I) de la que es capaz. Accidentes que pueden variar la impedancia:
En el tema 7a profundizaremos en la coincidencia de impedancias (coincidencia) y ROE (SWR) .
| En radiofrecuencia, la impedancia de la línea y la antena debe ser exactamente la misma que la del elemento activo. En sonido, la impedancia del altavoz puede ser mayor o igual que la del receptor y activo. |
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Las especificaciones más típicas desde la Segunda Guerra Mundial son RG (radio guide) y LMR. Los siguientes cables RG son los más típicos en las comunicaciones por radio:
La especificación "/ U" significa "universal" y "C / U" significa "militar". Por lo tanto, un cable RG-58 / U será para aplicaciones genéricas. En Wikipedia tiene una lista más completa de cables RG y MRL.
No sería más que bueno si tuviera en el taller un cable corrugado de 1/2 " (" cellflex ") , 50Ω. En la foto, cellflex con malla corrugada paralela (izquierda) y helicoidal (derecha):
Como puede ver en las comunicaciones por radio, trabajamos casi exclusivamente a 50Ω. Los cables de las ICT (TV, banda ancha coaxial, puerto de video) son todos de 75Ω. Es interesante que no te dejes llevar por los nombres comerciales ("T-100", "CXT-60" ...) y uses la nomenclatura RG ("RG-59", "RG-6" ...).
Tienes que tener claro dos cosas:
El segundo punto es el más importante. Un conector se puede instalar en otro, pero la boquilla donde entra el cable nunca debe forzarse. Por ejemplo, pediríamos un conector RP-SMA hembra para RG-58, o un conector tipo N macho para un cellflex de media pulgada.
En la imagen: conectores BNC para RG-174 y RG-58. Conectores N para cellflex 1/2” y para RG-58:
En la siguiente tabla tiene los tipos más relevantes de conectores de 50Ω:
| Conector | Variantes | Mala | Aplicacións |
|---|---|---|---|
| U.FL | Coaxial | Placas base de teléfono móbil, ordenador portátil (Wi-Fi), microelectrónica… | |
| MMCX | MCX (lixeiramente máis grande) e versións RP | ||
| SMA | SMB, SMC e outros. | Pequenas aplicacións de radio e telefonía móbil. | |
| RP-SMA | RP-SMA é un SMA no que o vivo da femia se usa no macho e o vivo do macho na femia. | Moi estendido en Wi-Fi doméstica. | |
| BNC | BNC de 75Ω para vídeo, TNC no router WRT54G. Versións RP | Osciloscopios, aplicacións que requieran desconectar moito. | |
| UHF | Conector dos máis antigos. Usado agora por radioafeccionados. Único desta táboa que non require crimpar. Outra nomenclatura: PL-259 (macho) e SO-239 (femia) | ||
| Type "N" | Triaxial | Aplicacións de alta potencia: Wi-Fi e estacións de radio semiprofesionais, | |
| 7-16 DIN | Aplicacións profesionais (estacións transmisoras TV, de radio, telefonía...) |
No dejes de echar un vistazo a los artículos de Wikipedia para cada conector (mejor en inglés): U.FL, MMCX, SMA e RP-SMA, BNC, UHF, Type “N”, DIN 7-16. La siguiente foto fue tomada de "Introducción ás Radiocomunicacións” José Manuel Pidre, 2011:
Cuando no están conectados, todos requieren:
Conectores de 75Ω : No entran dentro del alcance de este curso, pero los más típicos serían los conectores type "F" roscados, "F" "rápidos" (presión) y CEI / IEC. También hay algunos menos comunes, como el BNC de 75Ω para video.
Un conector RP, (reverse polarity), o conector “inverso”, Es un conector coaxial en el que el macho y la hembra tienen características intercambiadas. Para comprender esto, lo primero es aclarar el concepto de un conector macho coaxial : Un macho coaxial es un conector que tiene el hilo hacia adentro. Una hembra coaxial tiene la rosca hacia afuera.
Como usaremos RP-SMA en sistemas Wi-Fi, aquí están los cuatro tipos posibles de conectores:
En este vídeo se explica mejor (desde 5:00 hasta 6:16). Si conecta un conector "RP" con otro conector "no RP", se ajustará, pero podría destruir a los vivos.
| TRUCO: puede cambiar un conector SMA a RP-SMA y viceversa. Simplemente tenga dos del mismo tipo e intercambie el "vivo" del macho por la hembra. Por lo tanto, no es necesario comprar los cuatro tipos de conectores. Simplemente compre los más baratos e intercambie los vivos cuando sea necesario. |
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Lee este artículo en que se explica el conectorizado de un conector RP-SMA macho sobre RG-58. Algunas imágenes del proceso:
Exercicios de conectores:
Recuerda que: $\lambda=\frac{c}{f} $
Siendo $c$ a velocidade da luz, 300.000.000 m/s. Pero esa velocidade se da solamente en el vacío. En cualquier otro medio (aire, cobre, aluminio) es menor. Así que es preciso ajustarla con:
Para un factor de velocidade de $k=0,99$, $NVP= 0,99\cdot 3\cdot10^{8}=2,97 \cdot10^{8} m/s$
Entonces, tenemos que realmente:
$$\lambda=\frac{k\cdot c}{f}=\frac{NVP}{f} $$
Ejercicios de cableado:
Haz las tareas de los dos bloques (Tareas para entregar 1/2 y 2/2). Nombra el archivo de la siguiente manera: IR21-ApellidosNombre.pdf (por ejemplo, IR21-RíosSuárezDaniel.pdf) y entrégalo en la página de la tarea.
(tarea para hacer en tutoría presencial o como ejercicio de examen presencial)
Para hacer esta práctica, necesitarás cables, conectores y crimpadora coaxial.
Haz fotos del proceso y entrégalas junto con los ejercicios.
Creado para G1701016 – “Radiocomunicacións prácticas” por Daniel Ríos Suárez
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