Lineas Telefonicas y Telegraficas
description
Transcript of Lineas Telefonicas y Telegraficas
Introducción
En las comunicaciones, las líneas de transmisión llevan señales telefónicas,
datos de computadoras en LAN, señales de televisión en sistemas de Televisión
por cable y señales de un transmisor a una antena o de una antena a un receptor.
Las líneas de transmisión son enlaces importantes en cualquier sistema. Son más
que tramos de alambre o cable. Sus características eléctricas son sobresalientes,
y se deben igualar a las del equipo para obtener comunicaciones adecuadas.
Las líneas de transmisión también son circuitos. En frecuencias muy altas
donde las longitudes de onda son cortas, las líneas de transmisión actúan como
circuitos resonantes y aun como componentes reactivos en VHF y UHF, y
frecuencias de microondas, la mayor parte de los circuitos sintonizados y filtros se
utilizan con líneas de transmisión.
TIPOS DE LÍNEAS TELEFÓNICAS Y TELEGRÁFICAS.
Existen diversos modos de enlazar dos puntos entre los que se quieren
transmitir datos mediante línea telefónica, así como el modo de transmitirlos. Estas
líneas o redes telefónicas las podemos clasificar en: red telefónica básica (RTP),
líneas dedicadas punto a punto (PP) y Red Digital de Sistemas Integrados (RDSI).
Red Telefónica Básica (RTB):
Conjunto de medios de transmisión que une dos abonados y sus respectivas
centrales. Este tipo de línea se diseñó para conversaciones telefónicas mediante
teléfonos o centralitas, aunque también es un hábito muy extendido la transmisión
de datos de baja velocidad a través de módems.
Se trata de la red telefónica clásica, en la que los terminales telefónicos
(teléfonos) se comunican con una central de conmutación a través de un solo
canal compartido por la señal del micrófono y del auricular. En el caso de
transmisión de datos hay una sola señal en el cable en un momento dado
compuesta por la de subida más la de bajada, por lo que se hacen necesarios
supresores de eco.
La voz va en banda base, es decir sin modulación (la señal producida por el
micrófono se pone directamente en el cable). Las señales de control (descolgar,
marcar y colgar) se realizaban, desde los principios de la telefonía automática,
mediante aperturas y cierre del bucle de abonado. En la actualidad, las
operaciones de marcado ya no se realizan por apertura y cierre del bucle, sino
mediante tonos que se envían por el terminal telefónico a la central a través del
mismo par de cable que la conversación.
Líneas dedicadas punto a punto (PP):
Son líneas exclusivamente para la transmisión de datos, donde dos equipos
terminales están conectados permanentemente. Los dos equipos terminales están
conectados mediante módem especializados, consiguiendo una gran calidad de
transmisión.
El producto “Línea dedicada” es un enlace de comunicación de datos
permanente y dedicado en exclusiva a un cliente para comunicar diferentes
ubicaciones.
Este enlace dedicado permite conectar dispositivos o redes de comunicaciones
que necesitan de intercambio de información con un flujo de transmisión constante
y garantizada.
Utilizando este servicio, las empresas pueden construir sus propias redes
dedicadas, transparentes a los protocolos que quieran utilizar y beneficiándose de
una seguridad total en sus comunicaciones y con la certeza de que siempre se
dispone de una capacidad garantizada. Este tipo de enlaces permite el transporte
multiservicio (voz, datos e video).
Red Digital de Sistemas Integrados (RDSI):
Son líneas para la transmisión de voz y datos mediante procedimientos de
transmisión digital, consiguiendo altas velocidades y calidad de transmisión. Los
equipos finales conectados a ellas son centralitas, módems, o equipos
combinados que realizan las dos funciones.
Es una red que procede por evolución de la Red Telefónica Básica (RTB) o
Red Telefónica Conmutada (RTC) convencional, que facilita conexiones digitales
extremo a extremo entre los terminales conectados a ella (teléfono, fax,
ordenador, etc.) para proporcionar una amplia gama de servicios, tanto de voz
como de datos, a la que los usuarios acceden a través de un conjunto de
interfaces normalizadas definidas por el ITU-T. Esta red coexiste con las redes
convencionales de telefonía y datos e incorpora elementos de interfuncionamiento
para su interconexión con dichas redes, convirtiéndose en una única y universal
red de telecomunicaciones.
FRECUENCIAS USADAS EN COMUNICACIONES TELEFÓNICAS Y
TELEGRÁFICAS.
El canal telefónico se concibió inicialmente para comunicaciones verbales,
dada la gran infraestructura existente, era el medio más práctico disponible para la
comunicación de datos, a pesar de no estar diseñado ni ser adecuado para ello.
Los sonidos desde el punto de vista de la frecuencia, se encuentran entre los
20 y 20.000 Hz. para las frecuencias audibles por el hombre. Para que un canal
que transmita sonido fuera de alta fidelidad, debería tener un ancho (denominado
ancho de banda) que permitiera transmitir todas las frecuencias sin recortarlas.
Pero el canal telefónico sólo permite frecuencias entre 300 y 3.400 Hz.
Por esto quedan recortadas todas frecuencias inferiores a los 300 Hz. y
superiores a los 3.400 Hz., con lo cual queda un ancho de banda
aproximadamente de 3.000 Hz.
En los sistemas del telégrafo la frecuencia de trabajo esta en la banda VLF y
esta va desde los 3 KHz a los 33 KHz.
EL CIRCUITO FANTASMA.
Una terminación es un dispositivo de un puerto con una impedancia que
coincida con la impedancia característica de un determinado línea de transmisión.
Se conectado a un terminal determinado o puerto de un dispositivo para absorber
la energía transmitida a ese terminal o para establecer una impedancia de
referencia a ese terminal. Los parámetros importantes de una terminación es su
ROE y el poder capacidad de manipulación. En un receptor, las terminaciones se
colocan generalmente en varios puertos desconectados de los componentes, tales
como híbridos y divisores de potencia para mantener la VSWR de la ruta de señal
baja. Es extremadamente importante que el puerto aislado en una direccional
acoplador y el extremo libre de un divisor de potencia (es decir, sólo tres puertos
de un divisor de potencia de cuatro direcciones se utilizan) ser correctamente
terminado. Todas las consideraciones de diseño de acopladores direccionales y
divisores de potencia se basan en el hecho de que todos los puertos están
terminados con cargas coincidentes. Si un puerto no utilizado no está terminado
correctamente, entonces el aislamiento entre los puertos de salida se reducirá la
cual puede afectar seriamente el funcionamiento del receptor. Una terminación es
la terminología utilizada para referirse a una baja potencia, dispositivo de terminal
único destinado a terminar una línea de transmisión. Dispositivos similares
diseñados para dar cabida a alta potencia se denomina generalmente cargas
ficticias.
Las terminaciones se emplean para resolver los puertos de los dispositivos no
conectados cuando las mediciones se llevan a cabo. Son útiles como antenas
simuladas y como cargas de terminales para las mediciones de impedancia de los
dispositivos de transmisión, como filtros y atenuadores.
Los elementos resistivos en la mayoría de las terminaciones son especialmente
fabricados para uso en frecuencias de microondas. Dos tipos se emplean
comúnmente: (1) los elementos de película resistiva, y (2) transiciones resistivas
moldeados. La película resistiva es muy delgada en comparación con la
profundidad de la piel y relativa normalmente muy corto a longitud de onda a la
frecuencia de funcionamiento más alta. El moldeado conicidad consta de un
material disipativo uniformemente dispersado en un medio dieléctrico
adecuadamente curada. Ambas formas de resistivo elementos proporcionan
terminaciones compactas y resistentes apropiadas para las condiciones
ambientales más severas con laboratorio la estabilidad y la precisión.
AMPLIFICADORES TELEFÓNICOS Y REPETIDORES.
Un repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo
nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan
cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable.
En telecomunicación el término repetidor tiene los siguientes significados
normalizados:
Un dispositivo analógico que amplifica una señal de entrada,
independientemente de su naturaleza (analógica o digital).
Un dispositivo digital que amplifica, conforma, retemporiza o lleva a cabo
una combinación de cualquiera de estas funciones sobre una señal digital
de entrada para su retransmisión.
En el modelo de referencia OSI el repetidor opera en el nivel físico. En el caso
de señales digitales el repetidor se suele denominar regenerador ya que, de
hecho, la señal de salida es una señal regenerada a partir de la de entrada. Los
repetidores se utilizan a menudo en los cables transcontinentales y transoceánicos
ya que la atenuación (pérdida de señal) en tales distancias sería completamente
inaceptable sin ellos. Los repetidores se utilizan tanto en cables de cobre
portadores de señales eléctricas como en cables de fibra óptica portadores de luz.
Los repetidores se utilizan también en los servicios de radiocomunicación. Un
subgrupo de estos son los repetidores usados por los radioaficionados. Asimismo,
se utilizan repetidores en los enlaces de telecomunicación punto a punto mediante
radioenlaces que funcionan en el rango de las microondas, como los utilizados
para distribuir las señales de televisión entre los centros de producción y los
distintos emisores o los utilizados en redes de telecomunicación para la
transmisión de telefonía.
En comunicaciones ópticas el término repetidor se utiliza para describir un
elemento del equipo que recibe una señal óptica, la convierte en eléctrica, la
regenera y la retransmite de nuevo como señal óptica. Dado que estos
dispositivos convierten la señal óptica en eléctrica y nuevamente en óptica, estos
dispositivos se conocen a menudo como repetidores electroópticos.
Los repetidores telefónicos consistentes en un receptor (auricular) acoplado
mecánicamente a un micrófono de carbón fueron utilizados antes de la invención
de los amplificadores electrónicos dotados de tubos de vacío.
RUIDO Y DIAFONÍA.
El ruido es una señal formada por una mezcla aleatoria de longitudes de onda.
En sistemas de comunicaciones el término ruido designa una señal que no
contiene información. El ruido blanco está formado por todas las frecuencias
audibles, igual que la luz blanca está formada por todas las frecuencias visibles.
Cualquier voltaje o corriente “no deseada” que eventualmente aparece en un
receptor de comunicaciones es considerado como ruido. El ruido es aditivo, afecta
directamente a la señal transmitida. Generalmente el ruido es una señal muy
pequeña (µV), sin embargo es un problema debido a que el receptor es un equipo
sensitivo que amplifica la señal recibida para así procesarla, por tanto también
amplifica el ruido.
El ruido en el canal de comunicación es aditivo, lo que implica que la señal
transmitida tendrá una variación en su amplitud lo que generará error en la
decisión. Esto podría eliminarse simplemente limitando la amplitud de la señal,
pero en realidad el ruido es una señal aleatoria con cualquier fase en cualquier
momento lo que implica que tanto la amplitud como la fase de la señal que se
transmite es aleatoria. En general el ruido se lo representa como un vector que se
suma a la señal con cualquier fase lo que genera que la portadora resultante tiene
amplitud y fase variable. Esto dificulta las decisiones puesto que la información se
transmite en la amplitud, la frecuencia o en la fase de la portadora.
La diafonía, aparece en las líneas de transmisión de alambre abierto y de par
trenzado. La diafonía se debe a un acoplamiento eléctrico no deseado entre líneas
adyacentes. Este acoplamiento provoca que una señal transmitida por una línea
sea captada por las líneas adyacentes en forma de una señal (de ruido) pequeña
pero finita. Un ejemplo de diafonía es el de las conversaciones que a veces se
escuchan en el fondo cuando se habla por teléfono; incluso cuando uno no está
hablando, hay una señal presente en la línea.
Hay varios tipos de diafonía, pero en casi todos los casos existe el de la
diafonía de extremo cercano o NEXT. A ésta también se le llama autodiafonía
porque su causa es la fuerte señal de salida producida por un circuito transmisor
que se acopla con (y por tanto interfiere) la señal mucho más débil en la entrada
del circuito receptor local. En la actualidad se están empleando circuitos
integrados especiales llamados canceladores de NEXT adaptativos para resolver
este tipo de ruido
LÍNEAS DE RADIOFRECUENCIAS, CARACTERÍSTICAS DE LOS
CONDUCTORES Y DE LOS DIELÉCTRICOS; LÍNEAS ABIERTAS Y
COAXIALES; GUÍAS DE ONDAS.
El propósito de las líneas se radio frecuencia es transportar la energía de RF
desde un lugar hacia el otro de la forma más eficiente posible. Del lado del
receptor, la antena es responsable de captar las señales de radio desde el aire y
pasarlas al receptor con la mínima cantidad de distorsión, para que el radio pueda
decodificar la señal. Por estas razones el cable de RF tiene un rol muy importante
en los sistemas de radio: debe mantener la integridad de las señales en ambas
direcciones.
Las líneas coaxiales tienen un conductor central recubierto por un material no
conductor denominado dieléctrico, o simplemente aislante. El dieléctrico se
recubre con una pantalla conductora envolvente a menudo en forma de malla. El
material dieléctrico evita una conexión eléctrica entre el conductor central y la
pantalla.
El conductor interior transporta la señal de RF, y la pantalla evita que la señal
de RF sea radiada a la atmósfera, así como impide que posibles señales externas
interfieran con la que está siendo transmitida por el cable. Otro hecho interesante
es que las señales eléctricas de alta frecuencia siempre viajan a lo largo de la
capa exterior del conductor central: cuanto más grande el conductor central, mejor
va a ser el flujo de la señal. Esto se denomina “efecto pelicular”
A pesar de que la construcción del cable coaxial es muy buena para contener
la señal en el cable, presenta algo de resistencia al flujo eléctrico: a medida que la
señal viaja a través del cable disminuye su intensidad. Este debilitamiento es
conocido como atenuación, y para las líneas de transmisión se mide en decibeles
por metro (dB/m). El coeficiente de atenuación es una función de la frecuencia de
la señal y la construcción física del cable. Si se incrementa la frecuencia de la
señal, también lo hace su atenuación. Obviamente se necesita minimizar la
atenuación del cable cuanto más nos sea posible, lo que puede hacerse mediante
la utilización de cables muy cortos y/o de buena calidad.
Por encima de los 2 GHz, la longitud de onda es lo suficientemente corta como
para permitir una transferencia de energía práctica y eficiente por diferentes
medios. Una guía de onda es un tubo conductor a través del cual se transmite la
energía en la forma de ondas electromagnéticas. El tubo actúa como un
contenedor que confina las ondas en un espacio cerrado. El efecto de Faraday
atrapa cualquier campo electromagnético fuera de la guía. Los campos
electromagnéticos son propagados a través de la guía de onda por medio de
reflexiones en sus paredes internas, que son consideradas perfectamente
conductoras. La intensidad de los campos es máxima en el centro a lo largo de la
dimensión X, y debe disminuir a cero al llegar a las paredes, porque la existencia
de cualquier campo paralelo a las mismas en su superficie causaría una corriente
infinita en un conductor perfecto. Las guías de ondas, por supuesto, no pueden
transportar la RF de esta forma.
Hay un infinito número de formas en las cuales los campos eléctricos y
magnéticos pueden organizarse en una guía de onda a frecuencias por encima de
la frecuencia de corte. Cada una de esas configuraciones del campo se denomina
modo. Los modos pueden separarse en dos grupos generales.
Uno de ellos es el Transversal Magnético (TM por su sigla en inglés), donde el
campo magnético es siempre transversal a la dirección de propagación, pero
existe un componente del campo eléctrico en la dirección de propagación. El otro
es el Transversal Eléctrico (TE por su sigla en inglés), en el que el campo eléctrico
es siempre transversal, pero existe un componente del campo magnético en la
dirección de propagación.
La energía puede introducirse o extraerse de una guía de onda por medio de
un campo eléctrico o magnético. Generalmente la transferencia de energía se da a
través de una línea coaxial. Dos métodos posibles para acoplar una línea coaxial
son utilizar el conductor interno de la línea, o a través de una espira. Se puede
introducir una sonda, constituida por una pequeña extensión del conductor interno
de la línea coaxial, orientada paralelamente a las líneas de campo eléctrico.
También se puede colocar un lazo o espira que encierre algunas de las líneas de
campo magnético. El punto en el cual obtenemos el acoplamiento máximo
depende del modo de propagación en la guía o en la cavidad. El acoplamiento es
máximo cuando el dispositivo de acoplamiento está en el campo más intenso.
OTRAS APLICACIONES DE LA CARTA DE SMITH. (EJEMPLOS)
LÍNEAS DE TRANSMISIÓN RESONANTES.
Una línea de transmisión resonante es aquella que presenta ondas
estacionarias de tensión y de corriente. La línea es de longitud finita y forma una
onda estacionaria originada por las reflexiones que resultan por tener una
impedancia terminal diferente a su impedancia característica. Una línea resonante
se comporta como un circuito sintonizado para determinada frecuencia, y presenta
a su fuente una impedancia resistiva elevada o baja, a distancias enteras de
múltiplos de λ/4. El hecho de que en estos puntos la impedancia sea elevada o
baja depende de que la línea sea de extremo abierto o cerrado a la salida. En
puntos que no son múltiplos exactos de λ/4, la línea actúa como capacitor o como
un inductor.
Una línea resonante puede tener muchas de las características de un circuito
resonante compuesto de resistencia, inductancia y capacidad. Los efectos más
importantes que produce esta línea de transmisión, en común con los circuitos
sintonizados con capacidad e inductancia, son los siguientes:
Resonancia en serie: Aumento resonante del potencial sobre los elementos
reactivos del circuito y baja impedancia sobre el círculo resonante.
Resonancia en paralelo: Aumento resonante de la corriente sobre los elementos
reactivos del circuito y elevada impedancia sobre el circuito resonante.
TDR
El reflectómetro de dominio del tiempo (TDR) es un instrumento electrónico
usado para caracterizar y localizar los defectos en cables metálicos (por ejemplo,
los pares trenzados de alambre, cables coaxiales) y, en otro tipo de OTDR, fibras
ópticas.
Un TDR emite un pulso muy corto en el tiempo. Si el conductor es de una
impedancia uniforme y está apropiadamente terminado, el pulso transmitido se
absorberá en la terminación final y no se reflejará ninguna señal de vuelta hacia el
TDR. En cambio, si existen discontinuidades de impedancia, cada discontinuidad
creará un eco que se reflejará hacia el TDR (de ahí su nombre). Los aumentos en
la impedancia crean un eco que refuerza el pulso original, mientras que las
disminuciones en la impedancia crean un eco que se opone al pulso original. El
resultado del pulso medido en la salida/entrada al TDR se representa o muestra
como una función del tiempo y, dado que la velocidad de la propagación de la
señal es relativamente constante para una impedancia dada, puede ser leído
como una función de la longitud de cable. Esto es semejante en su funcionamiento
al del radar.
Carta de Smith líneas con perdida (ejemplos)
NUEVAS TECNOLOGÍAS EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.
Líneas de transmisión para nanoconcentrar luz infrarroja
Un trabajo de colaboración entre tres grupos de investigación de CIC
nanoGUNE (San Sebastián, España) ha dado como resultado un innovador
método para concentrar luz infrarroja mediante líneas de transmisión con el
extremo en forma de cono en dimensiones nanométricas. Este dispositivo podría
impulsar el desarrollo de nuevas herramientas de detección químicas y biológicas,
como espectrómetros de infrarrojos o biosensores con lab-on-a-chip (laboratorio
en un chip) integrados.
En los instrumentos de óptica convencionales, como consecuencia de los
efectos de difracción la luz no puede ser concentrada en puntos menores que la
mitad de su longitud de onda. Un enfoque importante para superar el límite de
difracción está basado en las antenas ópticas, cuyo nombre hace alusión a su
homólogo en radiofrecuencia. Tienen la capacidad de concentrar la luz en puntos
diminutos, varios órdenes de magnitud más pequeños de lo que las lentes
convencionales pueden conseguir. Pequeños objetos como moléculas o
nanopartículas semiconductoras dispuestas en estos puntos de las antenas
llamados “puntos calientes" (hot spots) pueden interactuar eficientemente con la
luz. Así, las antenas ópticas mejoran la espectroscopia de una sola molécula o la
sensibilidad de los detectores ópticos. Sin embargo, el punto caliente está unido a
la estructura de la antena, lo cual limita la flexibilidad a la hora de diseñar circuitos
nanoópticos
.
Los experimentos llevados a cabo en nanoGUNE muestran que la luz infrarroja
puede ser transportada y nanoconcentrada mediante líneas de transmisión
diminutas, que consisten en dos nanocables dispuestos a corta distancia entre sí.
Mientras las lentes y los espejos manipulan la luz en forma de ondas que se
propagan libremente en el espacio, las líneas de transmisión guían la luz infrarroja
en forma de onda de superficie fuertemente agarrada.
Bibliografía
http://www.datoanuncios.org/images/telefonia.pdf
http://www.subtel.gob.cl/prontus_procesostarifarios/site/artic/20070121/asocfile/
20070121234735/anexo_vi_1_diseno_tecnico.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Reflect%C3%B3metro_de_dominio_de_tiempo
http://www.iberbanda.es/6-Linea-dedicada
http://www.vazart.net/presentaciones/red_telefonica_conmutada.pdf
http://www.ramonmillan.com/tutoriales/rdsi.php
http://www.slideshare.net/gbermeo/ruido-en-sistemas-de-comunicaciones-presentation
http://wndw.net/pdf/wndw-es/chapter4-es.pdf
http://programoweb.com/262/tipos-de-diafonia/
http://www.itlalaguna.edu.mx/academico/carreras/electronica/COMUNICACION
%20DE%20DATOS/Unidad%20I/UNIDAD%20I-9.pdf