FTTH, lo que debes saber.


 

Indice:

1.- ¿Qué es la FTTH?

2. – Vídeo prácticas

  • Empalme por fusión de una fibra óptica
  • Medidas de potencia óptica en redes FTTH

3.- FTTH, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- ¿Qué es la FTTH?

FTTH son las siglas de Fiber To The Home, consiste en llegar hasta el usuario con cable de fibra óptica.

Fig. 1. Estrutura Básica de una red FTTH mediante red GPON (TELNET-RI)

La red utilizada para FTTH consiste básicamente en enviar la señal óptica desde las dependencias del operador mediante un OLT, dividir las líneas principales mediante repartidores ópticos (spliters) y llegar hasta el usuario donde se instala un conversor óptico /eléctrico llamado ONT. Se utilizan varias longitudes de onda de luz, de forma que mediante una única fibra monomodo se puede emitir y recibir datos.

Hay que diferenciar dos tipos de terminaciones en las instalaciones de FTTH: una cuando el edificio es anterior a 2011 o son viviendas unifamiliares no acogidas a la ley de ICT2 (Infraestructura Común de Telecomunicaciones) y otra cuando el edificio es de nueva construcción (posterior a 2011) y por tanto posee una ICT2. Aclarar que la ICT se empezó a aplicar en el año 2003 en España, pero hasta su modificación en 2011 (ICT2) no se definió la instalación de fibra.

FTTH sin ICT : Desde la Caja Terminal Óptica (CTO), colocada normalmente en fachada se llega hasta el abonado con acometida de una única fibra monomodo. En la vivienda se instala una roseta de fibra con un conector SC-APC, a la que se conecta el  ONT (Optical Network Terminal).

FTTH con ICT: El operador coloca su CTO  en el RITI del edificio y mediante un latiguillo (pigtail) SC-APC  conecta con las regletas de salida del edificio, de las que parten dos fibras monomodo hasta cada abonado. Ya en la vivienda, en el RTR (Registro de Terminación de Red) se coloca una roseta de fibra con dos conectores SC-APC, sólo la fibra de color verde será la activa y la que se conecte al ONT, la otra queda de reserva.

2.- Vídeo prácticas

2.1. Empalme por fusión de una fibra óptica

En el siguiente vídeo se muestra como empalmar una fibra óptica mediante fusión usando una fusionadora Promax PROLITE 41, también se muestra como solucionar problemas cuando la fusión no se realiza correctamente.

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2.2. Medidas de potencia óptica en redes FTTH

Medida de potencia óptica y atenuación mediante el equipo emisor de luz PROLITE 105 y el medidor de potencia  PROLITE 67. Este vídeo es el complemento práctico perfecto para ilustrar los conceptos que se tratan en este artículo.

3.- FTTH, lo que también debes saber.

Veamos con un poco  más de detalle los elementos de un despliegue de FTTH como el de la  figura 1.

OLT (Optical Line Terminal): Elemento activo situado en la cabecera (propiedad del operador), del que parten las fibras ópticas hacia los usuarios. Algunas características de la OLT:

  • Agrega trafico y lo encamina hacia los clientes.
  • Posee muchas salidas con una potencia óptica que ronda los 3 dBm (2mW) y cada salida  puede alimentar hasta unos 64 usuarios (ONTs), usando divisores pasivos.
  • La capacidad máxima actual de cada salida de la OLT es de 2,5 Gbps de bajada y 1,25 Gbps de subida.
  • La  distancia máxima entre la OLT y el usuario (ONT) es de  20km.

 

Fig. 2. OLT con conexión a una red GPON para FTTH.

ODF : También conocido como ROM (Repartidor Óptico Modular). Es un armario con bandejas de 19″ que permite terminar las mangueras de fibra en conectores.

Fig. 3. ODF

Los ODF se instalan en la central del operador, para conectar las mangueras que van hacia la red GPON con el OLT. La conexión entre el ODF y el OLT se realiza mediante latiguillos (pigtails).

ODN (Optical Distribution NetWork):  Hace referencia a la red de distribución óptica que estamos tratando,  cumple con el estándar GPON (Gigabit-capable Passive Optical Network), sus elementos no requieren de alimentación eléctrica (elementos pasivos). Usualmente se le llama red GPON.

SPLITTER OPTICO: es un repartidor/concentrador para fibra óptica  (reversible).
Fig. 4. Splitter óptico 1:8 con conectores SC/APC

En la red GPON se usan dos combinaciones para obtener la segregación de 64 fibras a partir de una:

  •   1:4     +    1:16     obteniendo 1:64
  •   1:8     +    1:8       obteniendo 1:64

CAJA DE EMPALME: contiene bandejas donde se guardan los empalmes de las fibras correspondientes a cables diferentes, pueden albergar bandejas con spritters. Se ubican en cámaras de registro,  fachadas y arquetas.

 

Fig. 5. Caja de empalme de fibra tipo torpedo

 

CTO (Caja Terminal Óptica): es un elemento  parecido a la caja de empalme, pero su función principal es la de albergar el último divisor de dónde saldrán las fibras que llegarán a casa de los clientes. Normalmente  incluyen fibras preconectorizadas en cada una de sus salidas para facilitar las acometidas de fibra.

Fig. 6. CTOs en sótano de edificio

En la fig. anterior tenemos un ejemplo de un edificio sin ICT2 (anterior a 2011) en el que el primer operador fué Movistar, instaló su CTO y el regletero de salida hacia planta con sus cables risers correspondientes. En este caso los operadores que llegaron después deben pagar un alquiler a Movistar por el uso de su instalación.

Lo anterior NO sucede en edificios con ICT2, en los que el regletero de salida y la red de distribución es propiedad de la comunidad de vecinos.

Fig. 7. Conexiones en CTOs de operador (abajo) y propietarios (arriba)

 

CDP (Caja Distribuidora de Planta): Se utiliza en edificios con ICT cuando hay más de 15 PAUs , en este caso se hacen segregaciones en planta de las fibras contenidas en el cable riser (multifibra). Contiene entrada y salida para el cable riser junto con bandejas para fusionar las fibras segregadas que partirán, mediante acometidas, hacia los PAUs de esa planta y/o de varias plantas (dos fibras por vivienda).

Fig. 8. Caja de Distribución de Planta (CDP)

 

ONT (Optical Network Terminal): Es un equipo que convierte la información óptica en eléctrica (conversor de medios), usa varias longitudes de onda ( 1310, 1490 y 1550 nm)  para transmitir y recibir de forma simultánea voz, datos y vídeo por una sola fibra monomodo. Lo instala la compañía telefónica en la vivienda y se conecta a la roseta de fibra, posee conectores RJ45 y RJ11 como salidas, además algunos modelos poseen con conector F para cable coaxial.

Fig. 9. Conexiones de un ONT HUAWEI HG8240 usado por Movistar: Puerto óptico, Switch con 4 salidas gigabit ethernet para datos (Internet)  e IPTV y dos conexiones para Teléfonos VoIP.

Hay dos tipos de ONT:

1º  ONT con tres longitudes de onda:

  • 1310 nm en el enlace ascendente (Upstream),
  • 1490 nm para el enlace descendente de datos (Downstream)
  • 1550 nm para el enlace descendente de TV (Downstream CATV). El ONT tiene una salida con conector F para cable coaxial (RF Overlay), este sistema consiste en transmitir canales de radiofrecuencia de forma lineal (analógica) sobre fibra óptica utilizando un modulador óptico  llamado VPON. Este sistema está en decadencia ganando terreno el sistema IPTV donde la señal óptica es modulada digitalmente.

2º ONT con dos longitudes de onda:

  • 1310 nm en el enlace ascendente (Upstream)
  • 1490 nm para el enlace descendente (Downstream).  La señal de TV se transmite mediante IP (IPTV). En este caso, se instala un descodificador adicional, que se conecta entre la TV y el ONT. La conexión se realiza con un latiguillo RJ45 (conector amarillo en fig. 10).
Fig. 10. Descodificador ZyXEL TV STB-2112T Nano V2 (instalado por Movistar)

 

4.- Conclusión

En la instalación de una red de fibra para telecomunicaciones se da una casuística grande debido a la variedad de tipos de inmuebles existentes. A partir de 2011, en España, la  ley ICT2 define como deben realizarse las instalaciones de fibra óptica en edificios pero sucede que más del 70% de los inmuebles son de antes del 2011 por lo que no están sujetos a esta legislación.

La demanda de flujo de datos aumenta día a día, por lo que el futuro de las telecomunicaciones pasa por llegar con fibra óptica hasta todos los usuarios. Actualmente las redes GPON están migrando a las 10GPON con una capacidad superior a los 2,5 Gbps actuales en las OLTs, esto es necesario debido a la tendencia de la implantación de la IPTV que saturan la fibra cuando se visualizan canales de forma simultánea por parte de un mismo usuario. Son muchos los usuarios que actualmente ven la TV a través de Netflix, Amazon Prime Video o simplemente TV a la carta de los diferentes canales.

De lo que no hay duda es que el técnico de telecomunicaciones debe ser un experto en los temas relacionados con FTTH esto NO es el futuro, ES EL PRESENTE, y hay un gran mercado que explotar.

Un Saludo.

leandrogg68

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VIDEO ANALOGICO y sus FORMATOS

Indice:

1.- Video analógico, qué es  y  tipos de formatos.

2.- Vídeo Prácticas.

3.- Video analógico, lo que también debes saber.

  • Sincronismos.
  • Medidas con un monitor de forma de onda.
  • Medidas con un vertorscopio.

4.- Conclusión.

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1.- Vídeo analógico, qué es  y  tipos de formatos.

El vídeo analógico es la imagen que se presenta sobre una pantalla de televisión y se obtiene tras aplicar una señal a un televisor trazándose líneas en la pantalla a mucha velocidad y gracias a nuestra persistencia retiniana (se mantiene la imagen en la retina durante una fracción de tiempo), conseguimos integrar las líneas y vemos imágenes completas

Tipos de Formatos

Existen cuatro tipos de señal de vídeo analógico: RGB, Componentes (YPbPr), Video-S (Y/C), Vídeo Compuesto (CVBS).

Generación de formatos de vídeo analógico
Fig. 1.Generación de formatos de vídeo analógico

RGB

Es el formato original, el que entregan las cámaras de vídeo tras captar la escena. Se usan tres componentes ( Rojo, Verde y Azul ) , ocupando un ancho de banda de 5 MHz cada canal.

Este formato se utiliza para visualización, es decir, conexión directa a monitores, no se han fabricado equipos que lo graben debido al su gran ancho de banda. Puede transmitir video con calidad HD.

Los conectores usados son:  el BNC en equipos profesionales, el VGA para proyectores y pantallas planas y el EUROCONECTOR para televisores más antiguos.

Euroconector - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 2 . Equivalencia de pines del Euroconector y el  JP21 (equivalente Japonés)

Los equipos de fabricación Japonesa usan un conector igual al euroconector europeo pero con distinta correspondencia de sus pines.

Cuando una televisión tiene varios euroconectores, normalmente sólo uno será capaz de recibir la señal RGB, debemos identificarlo usando el manual, además debemos entrar en el menú del televisor y configurar esa entrada para señal RGB. Por defecto todas las entradas de euroconector van configuradas para vídeo compuesto que tiene menos calidad que RGB.

COMPONENTES (R-Y , B-Y , Y)

Formato obtenido del RGB mediante una matriz sumadora sin reducir apenas la calidad  pero sí el ancho de banda, pasando de 15 MHz  para RGB a 7 MHz, este se consigue eliminando la información redundante de luminosidad de las tres componentes RGB. Se transmite mediante tres líneas.

Las componentes R-Y y B-Y contienen la información de color y la componente de Y o luminancia aporta la información de luminosidad de la imagen y además contiene los sincronismos necesarios. La luminancia se obtiene de la siguiente forma:

 =  0,30 R  +  0,59 G  +  0,11 B

, G , B   = componentes de la señal RGB

Entrada/salidas para este formato las encontramos en multitud de equipos profesionales, también en las pantallas planas y proyectores. Este formato se utiliza generalmente como base para la digitalización de señales de vídeo. Puede transmitir video con calidad HD.

Los conectores usados para este formato son: el RCA en equipos domésticos y el BNC en equipos profesionales.

Conectores de señal de COMPONENTES - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 3. Conexiones de señal de componentes

En equipos domésticos, a las las componentes R-Y y B-Y se las identifica con las palabras PR/CR y PB/CB.

Como podemos apreciar en la figura de arriba,  los equipos profesionales, usualmente, comparten los conectores BNC para la señal de RGB y la de componentes, la selección se hace mediante un conmutador.

VIDEO S (Y/C)

Posee dos componentes :  luminancia y crominancia (croma).

La señal de luminancia es la misma que en la señal de componentes.

La crominancia se obtiene modulando (modulación tipo QAM)  una subportadora de 4,43 MHz con las componentes R-Y y B-Y, este proceso implica una pérdida importante de calidad.

Para poder recomponer la información de color se necesita una muestra de la subportadora “limpia” (sin modular) consiguiendo así una referencia de la amplitud y fase originales para saber a partir de qué valor hay que comparar el nivel de tonalidad y saturación. Para ello, se añade unos ciclos de la subportadora a la señal de sincronismo después de cada barrido horizontal. Estos impulsos se conocen como Burst o Color Burst.

Los antiguos grabadores S-VHS y Hi 8 graban este formato, actualmente lo podemos encontrar como entrada de pantallas planas y proyectores, se usa un conector minidin, su resolución en el sistema PAL es de 720 x 576 píxeles (realmente tiene 625 líneas pero sólo 576 son visibles).

Conector minidin para VIDEO S - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 4. Conector minidin para vídeo S

VIDEO COMPUESTO (CVBS)

En los equipos, este tipo de señal se suele identificar como CVBS (Color, Vídeo, Borrado y Sincronismos), se obtiene mezclando la señal de croma con la luminancia.

La croma se inserta en los huecos del espectro que no están siendo usados por la luminancia,  lo que hace que se reduzca a 5 Mhz el ancho de banda utilizado. El inconveniente es que cuando la  imagen es compleja (mucho entramado), los huecos libres de la luminanacia se reducen creando una distorsión denominada moire.

Espectro de un señal de video compuesto - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 5. Espectro de la señal de vídeo compuesto
Distorsión de Moiré - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 6. Distorsión de Moiré en una imagen

El vídeo compuesto se transmite con una sola línea, ideal para modular un canal de radiofrecuencia. Los emisores de vídeo analógico emiten en este formato, su resolución en el sistema PAL es de 576 x 625 píxeles.

Este formato se graba en los antiguos equipos VHS y 8 mm y su calidad es algo inferior al vídeo S.

Los conectores que se utilizan son: el BNC para equipos profesionales y el RCA (amarillo) para los domésticos.

2.- Vídeo Prácticas

2.1. –   Medida de diferentes parámetros de la señal de señal de vídeo compuesto  mediante un Osciloscopio.

2.2. –  Estudio de los formatos de vídeo analógicos: Video Compuesto, Video S y RGB. Se compara la calidad entre los mismos y se estudia la señal de sincronismo que se utiliza en RGB.

3.- Vídeo analógico, lo que también debes saber.

Sincronismos

Son señales que acompañan a todos los formatos de vídeo analógico para que el televisor pueda sincronizarse con el equipo fuente de imagen ( cámara o reproductor).

Son dos los tipos de sincronismos que se manejan: Horizontal y Vertical, estando presentes en todos los formatos de señal analógica.

Sincronismo horizontal: establece la velocidad a la que se trazan las líneas de la imagen, en el sistema PAL es de 15625 Hz.

Sincronismo Vertical: establece la velocidad a la que se muestran los grupos  de líneas que conforman una imagen o cuadro, en el sistema PAL es de 50 Hz.

Señal de video compuesto en Osciloscopio
Fig. 7. Retrazado vertical en señal de vídeo compuesto

En la señal de RGB los sincronismos pueden transmitirse de tres formas distintas:

  • Sincronismos separados (RGBHV): hay una línea para el sincronismo horizontal HSync y otra  para el sincronismo vertical VSync. Se necesitan 5 hilos para la transmisión, un ejemplo es la señal RGB que se lleva desde un ordenador a un monitor mediante cable VGA
Conector VGA - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 8. Conector VGA.
  • Sincronismo compuesto (RGBS): Se transmite el sincronismo horizontal y vertical por un mismo cable, se necesitan por tanto un total de 4 hilos para la transmisión.
  • Sincronismo en verde (RGsB): La información del sincronismo horizontal y vertical se transmite junto con la señal de color verde, necesitándose sólo 3 hilos para la transmisión.

En la siguiente figura vemos como es posible seleccionar si el sincronismo se introduce en el verde o no, también permite cambiar la polaridad de los sincronismos, lo normal es que sean negativos (almenas hacia abajo).

Generador de Vídeo - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 9. Generador de vídeo Promax GV 698 (utilizado en la vídeo práctica)

En los formatos Componentes, Vídeo S y Vídeo compuesto, al poseer la luminancia,  esta es la que contiene los sincronismos horizontal y vertical.

Medidas con monitor de forma de onda.

Con un monitor de forma de onda o un osciloscopio podemos medir los valores de tensión y tiempo de la señal de vídeo para asegurarnos que se ajustan a su valor normalizado.

Cuando se analiza una señal de vídeo analógico se  hace a partir de una imagen patrón llamada barras de color. Una línea en el formato vídeo compuesto tendría la forma y medidas  que se muestran en la siguiente figura:

Línea de TV - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 10. Valores standard de Línea de TV en formato vídeo compuesto

Hay que destacar:

1º. La tensión pico a pico (Vpp) medida entre la base del sincronismo y el nivel de blanco (barra blanca) es de 1 voltio.

2º. La barras de color están ordenadas de forma que tienen un valor de luminancia descendente

3º. En el pórtico posterior se inserta la ráfaga de sincronismo de color o BURST, que permite al televisor demodular la información de color de cada línea.

4º. La información de color (croma) aparece en la figura en color gris, esta es la señal modulada en QAM (modulación en amplitud y fase), cuanto mayor sea su amplitud mayor será la saturación del color.

En la siguiente figura se aprecia como se van obteniendo los diferentes formatos de vídeo analógico a partir de la señal de RGB.

Línea de TV en todos los formatos - EL CAJON DEL ELECTRONICO
Fig. 11. Línea de TV en todos los formatos de vídeo analógico

Medidas con un vertorscopio

Este equipo nos permite comprobar la colorimetría de la imagen, tras aplicarle una imagen  de barras de color (imagen patrón), nos mostrará una serie de puntos correspondientes a cada color. Realmente lo que se representa  es la componente B-Y en el eje horizontal y la R-Y en el vertical.

El equipo a medir debe generar la imagen de barras de color. En el sistema PAL el vectorscopio nos mostrará 12 puntos (6 en el sistema NTSC), estos puntos definen la tonalidad y saturación de cada color.

Cada color se identifica con sus siglas en mayúscula y en minúscula, por ejemplo el  Magenta: MG y mg, esto es debido a que en el sistema PAL, se invierte cada dos líneas el componente R-Y, esto no sucede con el sistema NTSC. Esta propiedad del sistema PAL hace que sea más inmune a las interferencias por reflexiones de la señal cuando se transmite por radiofrecuencia.

Vertorscopio - EL CAJON DEL ELECTRONICO

Fig. 12. Retícula de un vectorscopio para sistema PAL.

Monitor de forma de onda - vectorscopio - EL CAJÓN DEL ELECTRONICO
Fig. 13. Monitor de forma de onda – vectorscopio con vídeo compuesto en sistema PAL.

Las líneas que aparecen uniendo los diferentes puntos reflejan la transición del color de una barra al color de la otra, por ejemplo la barra de color cian (CY) tiene a sus lados la verde (G) y la amarilla (YL), por este motivo el punto CY está enlazado con el YL y el G. Esta transición realmente es un cambio de fase (tonalidad) y amplitud (saturación de color) de la subportadora de color (onda senoidal de 4,43 Mhz).

Procedimiento de uso un vectorscopio:

Este vídeo aclara muchos conceptos referentes al uso del vectorscopio:

Veámoslo ahora pasito a pasito:

1.- En una entrada del vectorscopio, introducimos la señal de barras de color generada en el  equipo fuente a medir.

Conexiones de un vectorscopio Tektronix WVR 500 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 14. Conexiones de un vectorscopio Tektronix WVR 500

2.- Realizamos la sincronización de la señal aplicada con la retícula mostrada por el vectoscopio, para ello hacemos coincidir los segmentos que se generan con el BURST de la señal introducida con los que aparecen en la retícula, esto se hace con un potenciómetro del vectorscopio.

Fig. 15. Retícula de vectorscopio Tektronix WVR 500

3.- En el menú del vectorscopio comprobamos que el ajuste de saturación de color coincida con el de la señal aplicada, lo normal es que la saturación de color sea del 75%.

Fig. 16. Frontal de vectorscopio tektronic WVR500

4.- Comprobamos que los puntos que nos aparecen coincidan en las cajas de la retícula, esto indica que la colorimetría esta bien. Lo ideal es que los puntos queden dentro de las cajas pequeñas con lo que el error estaría acotado en un 5 % de saturación y 5º de variación de fase.

Fig. 17. Ajustes de color en un CCU SONY M5P

Como ejemplo en la figura anterior apreciamos los ajustes que nos proporciona una Unidad de Control de Cámara SONY M5P.

Notas a tener en cuenta:

  • La situación de cada punto indica la saturación y la tonalidad del color.
  • Un punto más hacia la periferia indica una saturación de color mayor.
  • Un punto con una variación de ángulo (variación de fase), indica una variación de la tonalidad del color.
  • Las cajas grandes identifican una rango variación de saturación del 20% y una variación de tonalidad de 20º.
  • Las cajas pequeñas identifican un rango de variación de saturación del 5% y una variación de tonalidad de 5º.

4.- Conclusión

Aunque estamos en la era del vídeo digital, los formatos de vídeo analógico los vamos a encontrar en casi todos los equipos de imagen, de hecho todos los formatos digitales se obtienen muestreando la señal de vídeo analógico de componentes o RGB.

Una señal de RGB y de componentes puede transmitir vídeo en HD, un ejemplo lo tenemos en la conexión de un ordenador con su monitor mediante VGA, lo que se transmite por este conector es señal RGB.

El motivo fundamental de que el vídeo analógico haya perdido la batalla frente al digital es su  acentuada pérdida de calidad al realizar sucesivas copias.

Un Saludo.

LeandroGG68

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SONIDO DIGITAL

Indice:

1.- Sonido digital, ¿qué es?

2.- Vídeo Prácticas: Tarjeta capturadora Audio Control 1 y grabadores digitales Marantz PDM 660 e iKey Plus.

3.- Sonido digital, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- Sonido digital, ¿qué es?

El sonido se genera por la variación de presión en un medio (aire usualmente), por lo tanto es analógico,  los equipos actuales trabajan de forma digital (ceros y unos), lo que obliga a traducir esta variación analógica (infinitos valores en el tiempo) a valores digitales, a estos datos digitales es a lo que se le llama sonido digital.

Los equipos que trabajan con sonido digital poseen un conversor A/D (Analógico/Digital) que convierte  la señal analógica a digital, este proceso requiere de tres pasos: muestreo, cuantificación y codificación.

Conversor Analógico/Digital - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 1. Conversor Analógico Digital (A/D)

Muestreador: Toma muestras de la señal analógica (señal en tiempo discreto), se debe cumplir que :

Fm  >  2  * BW     (teorema Nyquiest)

F: Frecuencia de muestreo (Hz)

BW (BandWidth): Ancho de banda de la señal a muestrear

Como ejemplo, el sonido grabado en un CD está muestreado a 44100 Hz, como el ancho de banda comúnmente adoptado para la música es de 20 a 20000 Hz, se cumple el teorema de Nyquiest. Hacer que se cumpla el teorema de Nyquiest en demasía (sobremuestreoNO aumenta la calidad de la señal, sólo aumenta la cantidad de datos generados. Como referencia las frecuencias de muestreo más usadas por las capturadoras de audio son 32KHz, 44,1KHz, 48KHz,  96 KHz, y 192,4 KHz.

Cuando la frecuencia de muestreo es inferior a la necesaria se produce la distorsión por aliasing, que impide recuperar fielmente la señal muestreada.

Muestreo de una señal - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 2. Muestreo de una señal.

Cuantificador: Cada muestra obtenida se hace corresponder con un valor (señal cuantificada). El número de valores posibles depende del número de bit del conversor (resolución).

Cuantificación y codificación - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 3. Cuantización y codificación

Por ejemplo, el sonido grabado en un CD utiliza un conversor A/D de 16 bits, lo que proporciona 216 = 65536 valores posibles para la cuantificación. Cuantos más valores se dispongan más precisa será la cuantificación, lo que reducirá el error de cuantificación.

Codificador: A cada valor cuantificado se le asigna un código binario; por ejemplo el sonido con calidad CD usa palabras binarias de 16 bits.

El flujo de datos binarios obtenidos en esta primera fase de codificación es muy elevado, es el formato PCM o sin compresión, por ejemplo, este formato es el que se utiliza en la grabación de CDs, que con una frecuencia de muestreo de 44,1 Khz y 16 bit, una hora de música ocupa unos 700 MB.

Cuando el destino del sonido digital es su transmisión y/o almacenamiento y no se requiere la máxima calidad, se aplica una  segunda codificación que reduce el tamaño a consta de la calidad,  un ejemplo es el formato mp3, donde se obtienen reducciones de 7 o 10 a 1 con una calidad aceptable (192  y 128 kbps).

Tras operar con los datos binarios, los equipos de sonido digital los transforman en una señal analógica, para finalmente, tras su amplificación, aplicarla a un altavoz que generará la presión acústica correspondiente (sonido), de esto se encarga el conversor A/D (Analógico/Digital).

2.- Vídeo Práctica: Tarjetas capturadoras de sonido

VIDEO 1: Funciones y puesta en funcionamiento de una capturadora de sonido Audio control 1:

 

VIDEO 2: Funciones y puesta en funcionamiento de un grabador digital Marantz PMD 660:

 

VIDEO 3: Funciones y puesta en funcionamiento de un grabador digital de sonido iKEY PLUS:

 

3.- Sonido digital, lo que también debes saber

En la siguiente figura podemos observar, de forma genérica, los bloques de un equipo de sonido digital.

Equipo de sonido digital: diagrama de bloques - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 4. Bloques de un equipo de sonido digital.

Filtro antialiasing: Evita que se tomen muestras de señales de frecuencias superiores al ancho de banda deseado, esto elimina la distorsión por aliasing. La frecuencia de corte de este filtro depende de la frecuencia de muestreo, en el caso típico de equipos de CD-Audio, como la frecuencia de muestreo es 44100 Hz, se establece la frecuencia de corte en 20000Hz, un 10% aproximadamente menos que la frecuencia crítica que es 22500Hz, esto se hace así debido a que los filtros no son perfectos y tienen un pendiente de caída determinada tras su frecuencia de corte.

Filtro de reconstrucción: Asegura que la señal analógica de salida no contenga componentes de frecuencia superiores a la de la frecuencia máxima de trabajo.

Soluciones a problemas del sonido digital

Distorsión por Aliasing

Solución: Muestrear a una frecuencia un 10 % superior a la frecuencia máxima de la señal (frecuencia crítica). Esta frecuencia se establece con el software de grabación utilizado en el caso de capturadoras de sonido o mediante el menú de configuración en los equipos. Lo normal es trabajar a 44100 Hz.

Error de cuantificación

Se pretende conseguir que el ruido generado por este error será inapreciable, para ello  su nivel debe ser menor que el ruido de la señal analógica a muestrear.

Solución: Aumentar el nº de bits del cuantificador. En las tarjetas capturadoras se puede ajustar con el software de grabación, en los equipos dedicados normalmente no. Lo normal es trabajar a 16 bits y con un frecuencia de muestreo de 44100 Hz con lo que se obtiene una relación S/N (Señal/Ruido) de 98,08 dB, superior a la relación S/N de la mayoría de las señales analógicas.

La ecuación que define la relación S/N a partir de los bits del conversor A/D es :

S/N(dB) = 20 log 2n  + 1,76

n = número de bits del cuantificador del conversor A/D

Saturación o clipping

Aparece cuando el nivel de la señal analógica de entrada es superior a la tensión de fondo de escala del convertidor A/D,  esto genera un recorte de la señal por su parte superior. Esta distorsión se puede ver fácilmente con programas de edición de audio como por ejemplo Adobe Audition o Audacity (gratuito), sólo hay que hacer zoom en un tramo sonoro dónde se aprecie que el nivel es excesivo, veremos las muestras tomadas y la imagen se parecerá a la de la figura siguiente.

Saturación en un convertidor Analógico/Digital - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 5. Saturación en un convertidor A/D.

Solución: Ajustar el nivel de entrada de grabación para que no se alcance el nivel de CLIP (0 dB usualmente).

Ejemplo de equipo de sonido digital

En la siguiente figura se aprecian los bloques de una  capturadora de sonido Audio Control 1, como la utilizada en la vídeo práctica.

Esquema de capturadora de sonido Audio Control 1 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 6. Capturadora de sonido Audio Control 1. Esquema de bloques

Contiene un conversor A/D y dos conversores D/A, uno para cada dos salidas, también se  aprecia como el circuito para monitoreo puentea los conversores.

En la siguiente tabla vemos como el fabricante describe las características técnicas de esta capturadora.

Características de Capturadora Audio Control 1 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO

Características de Capturadora Audio Control 1 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 7. Capturadora de sonido Audio Control 1. Características técnicas

 Es de destacar las siguientes siguientes características de esta capturadora:

  • Alta frecuencia de muestreo, dentro del ámbito profesional:  44.1, 48, 96 y 192 KHz 
  • Alta resolución de los convertidores: 16 y 24 bits
  • Relación S/N buena: 100 dB
  • Bajo ruido en la entrada de micrófono : -128 dBu

 

4.- Conclusión

A la hora de elegir un equipo de sonido digital debemos revisar las características de los conversores que posee. Algunos equipos de baja calidad poseen un conversor A/D de menos bits que el conversor D/A, publicitando que el equipo posee una resolución que se hace corresponder con los bits del convertidor D/A. Un equipo de calidad tiene la misma resolución en sus dos conversores.

La relación S/N es una característica que no se nos debe despistar, hay que exigir un mínimo de 95 dB, en caso contrario el equipo aplicará más ruido que el propio de la señal que manejamos.

Aunque dispongamos de una capturadora como la mostrada en este artículo, no conseguimos más calidad de sonido al sobremuestrear una señal, es decir, al sobrepasar el teorema de Nyquiest, sólo sobredimensionados el archivo obtenido, tampoco obtendremos más calidad aumentando la resolución de bits, si la señal analógica tiene una relación S/N inferior a la que nos proporciona la resolución adoptada.

Bueno, espero que esta pequeña incursión en los conceptos básicos del sonido digital os sea de utilidad.

Un Saludo.

LeandroGG68

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CABLE MULTIPAR, lo que necesitas saber.


Indice:

1.-Cable multipar ¿qué es?

2.- Cable multipar , lo que también debes saber.

  • Codificación de los pares
  • Tipos de cable multipar
  • Características de un cable multipar
  • Conexiones en el cable multipar
  • Medidas

3.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Cable multipar, ¿qué es?

El cable multipar más conocido como manguera multipar es un conjunto de hilos de cobre de un diámetro entre 0,4 y 0,6 mm,  agrupados por pares y trenzados.

El aislante suele ser de PVC o polietileno, y su uso más extendido es en instalaciones de telefonía.

Tipos de cables multipar - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 1. Mangeras multipar

La unidad básica  habitual es de 25 pares y una manguera puede llevar varias unidades básicas. La ley ICT (Instalaciones Comunes de Telecomunicaciones) contempla cuatro tipos de mangueras: 25, 50, 75 y 100 pares

Elementos de un cable multipar

Constitución de un cable multipar - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICOFig. 2. Elementos de un cable multipar usado en ICT (Televés)

Unidad básica: formada por 25 pares trenzados de cobre de unos 0,5 mm de diámetro y aislamiento de PVC o polietileno.

Lámina de plástico transparente + ligadura : rodea la unidad básica y la separa de otras unidades, está rodeada de un hilo de nylon con doble color llamado ligadura,  que identifica la unidad básica dentro de la manguera.

Hilo de masa: permite conectar la lámina de aluminio a tierra por ambos extremos para poder evacuar los ruidos eléctricos que esta pudiera captar.

Lámina Aluminio + Poliéster: hace de pantalla electromagnética protegiendo a los pares de ruidos externos, evitando también la emisión electromagnética desde el interior del cable hacia el exterior.

Hilo de rasgado: es de nylon y facilita el pelado de la manguera, tirando de el.

Cubierta exterior: protege el cable del exterior, puede ser de PVC (instalaciones de interior), de material libre de halógenos LSFH no propagadores de llama (instalaciones de pública concurrencia) o de Polietileno (instalaciones en intemperie)

2.- Cables multipar, lo que también debes saber

Codificación de un cable multipar

La codificación de los pares en un cable multipar está estandarizado, se asigna a un conductor (1) un color de referencia : blanco, rojo, negro, amarillo violeta y al otro conductor (2) un color de parazul, naranja, verde, marrón o gris, esto permite identificar un grupo de 25 pares (unidad básica).

Identificación de pares en cable multipar - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 3. Código de colores en un cable multipar

Cada grupo de 25 pares se rodea con una cinta (ligadura) bicolor, el primer grupo con una cinta blanco/azul (como en el primer par), el siguiente grupo con una blanco/naranja (como ele el segundo par) y así sucesivamente hasta 600 pares (25×25=625).

Como ejemplo el par 32, estará en el 2º grupo, con ligadura blanco/naranja y sus colores serán rojo/naranja.

Este tipo de cable ha sido ampliamente utilizado por la empresa Telefónica que ha tenido el monopolio de la telefonía fija en España durante muchos años.

Los cables multipar de telefónica son de 26, 51, 76, 101, 202, 303, 404, 606, 909, 1212, 1515, 1818, 2424, con un diámetro de condutor de 0,40, 0,50 0,64 y 0,90 mm. Cada  grupo contiene 101 pares y se compone de 3 unidades básicas de 25 y una de 26, esta última lleva un par blanco/negro denomino “piloto“,  que es usado para comunicaciones entre operarios de la compañía.

En cables de 2424 pares, la codificación se realiza de la siguiente forma:

  • Los primeros 6 grupos (del par 1 al 606 pares), llevan una ligadura de nylon de color blanco.
  • Los grupos del 7 al 12 (pares del 607 al 1212) llevan la ligadura roja.
  • Los grupos del 13 al 18 (pares del 1213 al 1818) llevan ligadura negra.
  • Los grupos del 19 al 24 (pares del 1819 al 2424) llevan ligadura amarilla.

También existen grupos con unidades básicas de 8-8-9, 8-9-9, 12-13 y 12-14 pares.

Tipos de cable multipar

Son muchas las clasificaciones que podríamos hacer de los cables multipar, lo mejor es referirnos al catálogo de un fabricante reconocido.

El fabricante Cervi en su apartado de cable telefónicos ofrece la siguiente clasificación:

Tipos de cables multipar - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 4.Tipos de cable telefónico (cervi.es)

Las mangueras con cubierta tipo EAP (Estanco de Alumnio Polietileno) poseen una cinta de aluminio-polietileno aplicada longitudinalmente por debajo de la cubierta, mientras que las de tipo EAPSP agregan una segunda cubierta con acero corrugado.

Características de un cable multipar

Veamos las características de un cable mutipar, tomando como ejemplo las referencias que nos proporciona el fabricante Televés tanto para cable multipar como para cable de acometida de usuario, todos  normalizados para instalaciones de ICT.

Características de un cable multipar - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 5. Características de diferentes cables multipar (Televés)

Características de un cable de acometida de dos pares - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 6. Características de dos cables de acometida de usuario (Televés)


PVC: Policlururo de Vinilo; PE: Polietileno; LFSH: Aislante no propagador de llama; Al: Aluminio; Vac: Tensión  (voltios) en corriente alterna; Vdc: Tensión (voltios) en corriente continua.

Separación del trenzado (mm): longitud de una vuelta de trenzado, varía de unos pares a otros para minimizar la diafonía (interferencia entre pares). Cuanto menor sea este valor, mejor.

Resistencia óhmica (ohmios/Km): resistencia de bucle en un par de un kilómetro de longitud. Para su medida se puentea el par en uno de sus extremos, colocando un óhmetro en el otro, se desea un valor bajo.

Resistencia de aislamiento (Mega ohmios/Km): Resistencia entre los dos hilos de un par en bucle abierto y resistencia entre cada uno de los hilos del par y la pantalla del cable multipar. La medida se realiza con un Megóhmetro o megger (introduce una tensión de 500 Vdc al realizar la medida) y deseamos que el valor sea lo más alto posible.

Rigidez dieléctrica entre conductores (voltios) : máxima tensión que soporta un par sin perder las propiedades aislantes, cuanto más alta mejor.

Rigidez dieléctrica nucleo pantalla (voltios): máxima tensión que soporta cada hilo del par respecto a la pantalla del cable multipar, cuanto más alta mejor.

Capacidad mutua (nanofaradios/Km): es la capacidad entre los conductores de un mismo par.
La medida se realiza con corriente alterna de 800 Hz y a la temperatura de 20°C, mientras que los demás conductores están unidos entre sí y a tierra, debe ser menor 54 nF/Km en cualquier par.

Conexiones en el cable multipar

Regletas tipo IDC

Se instalan en el registro principal y en los registros secundarios (en edificios). Si están en el registro principal, por la parte superior (donde no lleva número) se insertan los pares que van al PAU de cada vivienda y por la parte de abajo (número), el operador dará alimentación a los pares de los usuarios abonados.

Cuando se instalan en los registros secundarios por la parte superior de la regleta van los pares conectados a los PAUs de la planta y por la parte de abajo se conectan los pares segregados del cable multipar que va por la canalización principal alimentando las diferentes plantas.

Regleta telefónica IDC - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 7. Regleta IDC de 5 pares en registro secundario

 Para conectar  los pares en la regleta IDC se utiliza una herramienta de impacto con inserción y corte.

Herramienta de inserción para regleta IDC - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 8.Herramienta de impacto para reglega IDC

Esta herramienta de impacto también la podemos encontrar sin la tijera, que es más usada para la conexión del cable de pares en las bases de tipo RJ45.

Herramienta de inserción para RJ45 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 9. Herramienta de impacto para base RJ45

 

 

Registro principal de telefonía con regletas IDC de salida - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 10. Regletero de salida en el registro principal. Se aprecia como el cable que va hacia la canalización principal es de 50 pares, con sus dos unidades básicas de 25 pares una con ligadura blanco/azul y la otra con blanco/naranja.

Conexiones en registros sobre fachada

Aunque la ICT no contempla este tipo de instalación, antes de 2003, la mayoría de instalaciones se hacían llegando con un cable multipar a un registro de fachada y distribuyendo desde este a los PAU (antiguos PTRs) de los usuarios.

Hay que tener en cuenta que si un edificio es anterior a 2003, tendrá este tipo de instalación.

Registro telefónico de planta exterior - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 11. Registro planta exterior de 20 pares sobre fachada

Empalmes de cable multipar 

Para realizar los empalmes en planta exterior se utilizan los conectores UY. Todo queda estanco  gracias a una cubierta denominada coloquialmente  “torpedo”.

Empalme de hilos en cable multipar - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 12. Empalme de cable multipar usando herramienta especial conectores UY.
Colocación de conector UY - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig.13. Detalle de colocación de conector UY usando alicates.
Caja de empalme y derivación telefónica exterior - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 14. Caja de empalme/segregación de exterior  (http://modulotelefonia.blogspot.com.es)

Medidas

Según la ICT (ley de Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones) las medidas que se deben hacer al cable multipar y al de acometida de usuarios son la de resistencia de bucle y la de aislamiento.

Resistencia de bucle de usuario

La ICT especifica que debe medirse el bucle de usuario desde el registro principal hasta el RTR (Registro de Terminación de Red) ubicado en cada vivienda, para ello se utiliza el siguiente procedimiento:

  1. Puenteamos el par central de la roseta del ubicada en el RTR (PAU) a medir, puede usarse un conector macho RJ45 con dicho par punteado (hilos 4 y 5).
  2. Localizamos el par en el registro principal ubicado en el RITI y medirmos la resistencia del bucle con un óhmetro  (polímetro en modo resistencia).
  3. El valor obtenido debe ser menor de 40 ohmios.

Resistencia de aislamiento

  1. Desconectamos los pares a medir en los PAUs ( Punto de Acceso de Usuario)  de todas  las viviendas.
  2. En el RITI, localizamos todos los pares y  con un megger colocado en medición a 500 Vdc medimos par a par. El valor obtenido debe dar mayor de 100 Megaohmios.
  3. También se medirá entre cada hilo y la pantalla del cable multipar. El valor obtenido debe dar mayor de 100 Megaohmios.

Para la realización de estas medidas se suele utilizar un clavija de corte y prueba que se inserta en el regletero del registro principal asegurando la desconexión del par antes de realizar la medida que se realiza en las pinzas o bananas que lleva por el otro extremo.

Clavija de corte y prueba - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 15. Clavija de corte y prueba

3.- Conclusión

Aunque se esté hablando ya de los cables de pares de categoría 8 y de la fibra óptica, los cables multipar aún tienen su campo de aplicación, de hecho la ICT de 2011 los contempla en uno de los tres supuestos para la instalación de telefonía en los edificios. Lo que si es cierto es que van perdiendo terreno con el tiempo cediéndoselo a la fibra óptica.

Un Saludo.

leandrogg68

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CABLE DE PARES, lo que necesitas saber.


 

Indice:

1.-Cable de pares ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica. Medida de cables de pares.

3.- Cable de pares , lo que también debes saber.

  • Tipos de cable de pares
  • Categorías de un cable de pares
  • Conectores usados en los cables de pares
  • Características de un cable de pares
  • ¿Cómo medir un cable de pares?

4.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Cable de pares, ¿qué es?

Un cable de pares es una maguera formada por cuatro pares hilos de cobre, recubiertos de un plástico aislante. Los dos hilos del par se trenzan entre sí  de forma que el campo magnético generado por cada hilo se cancela con el de su par, lo que lo protege de interferencias exteriores y hace que la emisión de señal a otros pares cercanos (crosstalk) sea menor. La longitud del trenzado depende del tipo de cable y cuanto menor sea mejor.

 

Constitución de un cable de pares - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig 1. Cable de pares UTP – Categoría 6

En bajas frecuencias los pares trenzados absorben la mayor parte de los efectos de la interferencia electromagnética, mientras que en altas frecuencias esos efectos se absorben por el blindaje del cable, en caso de existir.

Cada par se identifica mediante colores:

  • Par 1: Blanco-Azul   /  Azul
  • Par 2: Blanco-Naranja   /   Naranja
  • Par 3: Blanco-Verde   /   Verde
  • Par 4: Blanco-Marrón   /   Marrón

Cable: puede ser un único hilo (sólido) o varios hilos muy finos de cobre, en el primer caso las pérdidas son menores y en el segundo se consigue más flexibilidad, ideal para latiguillos de conexión.

Aislamiento: es de polietileno en la mayoría de los casos.

Guía separadora: Se monta en cables de categoría 6 o superior, mejora la distribución de los pares en el interior del cable.

Hilo de rasgado: se usa para pelar el cable tirando de el. En cables STP y FTP es metálico y se utiliza para unirlo a tierra mediante el conector, que en este caso debe ser de tipo RJ49.

Cubierta: de PVC, polietileno o materiales libres de halógenos (no propagan la llama).

Los cables de pares se usan fundamentalmente en Redes de Área Local (LAN) de tipo Ethernet debido a su facilidad de instalación, flexibilidad y  menor costo respecto a los cables coaxiales.

2.- Vídeo Práctica. Medida de cables de pares

En el siguiente vídeo se muestra como comprobar es estado de varios cables de pares utilizando un certificador de cableado Fluke DSP 2000.

 

3.- Cables de pares, lo que también debes saber

Tipos de cable de pares

Cable UTP: es el más fino y simple, no tiene ningún tipo de pantalla conductora. Su impedancia es de 100 Ω y es muy sensible a las interferencias. Este cable es bastante flexible y económico, siendo el más utilizado. Se usa el conector RJ45 en sus terminaciones.

Cable UTP - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig 2. Cable UTP

Cable STP: cada par se envuelve en una malla o pantalla conductora de aluminio, puede disponer de otra general que recubra  todos los pares. Su impedancia es de 150 Ω y para conseguir un buen apantallamiento,  es necesario la conexión a tierra de la pantalla a través del conector (RJ49). Se consigue reducir el ruido eléctrico dentro del cable (acoplamiento de par a par) así como fuera de el (interferencia electromagnética [EMI] e interferencia de radiofrecuencia [RFI]).

Cable STP - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 3. Conector STP

Cable FTP o ScTP: Posee una única malla  global en contacto con un hilo metálico que se une a tierra por ambos extremos mediante el conector (RJ49), mejorando la protección frente a interferencias respecto al cable UTP. Su impedancia es de 120 Ω y su rigidez es intermedia. El conector utilizado es el RJ49, en caso de utilizar un Rj45 se pierde la posibilidad de conexión de la malla a tierra.

Cable FTP - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 4. Cable FTP

Categorías de un cable de pares

La Alianza de Industrias Electrónicas y la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (EIA/TIA) en su especificación 568  clasifica los cables de pares trenzados en categorías  dependiendo de la velocidad de transmisión que son capaces de soportar.

Los cables de pares también podemos encontrarlos catalogados por “clases“, cada clase hace referencia a la frecuencia máxima a la que es capaz de trabajar.

Categoría Ancho de banda (MHz) Aplicaciones Notas
Cat. 1  

 

Líneas telefónicas y módem de banda ancha. 1 Mbps.
Cat. 2 Conexión de antiguos terminales informáticos 4 Mbps. En desuso.
Cat. 3 16 MHz Clase C 10BASE-T y 100BASE-T4 Ethernet 10 Mbps en 10BASE-T  y 100 Mbps en 100BASE-T4 (usa los 4 pares).
Cat. 4 20 MHz Token Ring y 10BASE-T Ethernet 16 y 10 Mbps. En desuso
Cat. 5 100 MHz Clase D 10BASE-T y 100BASE-TX Ethernet  10 y 100 Mbps
Cat. 5e 100 MHz Clase D 100BASE-TX y 1000BASE-T Ethernet 100 y 1000 Mbps

En 100BASE-TX usa dos pares y en 1000BASE-T usa los cuatro.

Muy usado por su relación prestación/precio

Cat. 6 250 MHz Clase E 1000BASE-T y 1000BASE-TX Ethernet 1000 Mbps

1000BASE-TX usa sólo dos pares.

Está sustituyendo al de Cat. 5e ya que su precio es solo un poco mayor

Cat. 6a  250  o 500 MHz 10GBASE-T Ethernet 10 Gbps a 100 metros

Necesario cables  tipo FTP o STP

Cat. 7 600 MHz Clase F 10 y 40 Gbps

Cable UTP y FTP

Conector  GG-45 (compatible con RJ-45) o conector TERA.

Cat. 7a 1000 MHz Clase FA hasta 100 Gbps, mejora las características del Cat. 7.

Cable STP o FTP.

Conector  GG-45 (compatible con RJ-45) o conector TERA.

Conectores usados en los cables de pares

Conector RJ45

Está definido por los estándares  de cableado comercial TIA/EIA-568-B. Consta de 8 pines y se utiliza en cables UTP de categorías 3,4,5 y 6.

Conector RJ45 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 5. Conector RJ45

El estándar TIA/EIA-568-B.1-2001 define dos terminaciones en el conector RJ45: T568A y T568B. La más habitual es la T568B.

Terminaciones de Conector RJ45 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 6. Terminaciones T568A y T568B en un conector RJ45

Se denomina cable directo al que tiene la misma terminación en ambos extremos, se utiliza para conectar equipos con funciones diferentes, por ejemplo un PC a un switch.

Se denomina cable cruzado al que tiene la T568A en un extremo y la T568B en el otro, se utiliza para la conexión de equipos similares como  dos PCs, dos switches, etc. Los equipos actuales (a partir del standard 1000Base-T) implementan la característica MDI/MDI-X” o Auto-MDIX que evita el tener que utilizar cables cruzados para la conexiones de equipos del mismo tipo. Algunos switches antiguos llevan el puerto uplink que permite conectar a otro switch mediante un cable directo.

Conector RJ49

Posee el mismo formato que el RJ45, permitiendo unir la malla o lámina metálica del cable FTP o STP a la carcasa metálica del mismo. Se usa para categoría 6a y para las anteriores que requieran el uso de cable FTP o STP para minimizar ruido electromagnético en las instalaciones.

Conector RJ49 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 7. Conector RJ49

Conector GG45

Cumple el  standard IEC 60603-7-7, desarrollado por la firma Nexans y  compatibles con el RJ45. Este conector separa los cuatro pares en un cuadrante y los aísla con un apantallamiento, permitiendo  alcanzar 40Gbps (frente a los 10Gbps máximos del RJ45) con frecuencias de 600Mhz. Se usa en categoría 7 y 7a.

Conector GG45 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 8. Conector GG45

Conector ARJ45

Este conector es compatible con el GG45 y permite conectar un RJ45 aunque sólo se unirán dos de sus pares, hilo 1-2 e hilo 7-8. Es apto para las categorías 7 y 7A.

Conector ARJ45 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 9. Conector ARJ45

Conector TERA

Cumple  el estándar IEC 61076-3-104 y desarrollado por la firma Siemon, no es compatible con los conectores de tipo RJ. Se fabrica en versiones de 1, 2 y 4 pares, soportando 1000 MHz (clase FA) sobre cables de Cat. 7A.

Conector TERA - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 10. Conector TERA de 4 pares

Características de un cable de pares

Veamos, como ejemplo, las características de cuatro cables de pares que nos proporciona la firma Televés.

Características de un cable de pares cat 5 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 11. Características cable de pares  categoría 5 (Televés)
Características de un cable de pares cat 6 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 12. Características cable de pares  categoría 6 (Televés)

¿Cómo medir  un cable de pares?

Para certificar una instalación en una categoría de cable se utiliza  un certificador de cableado.  En el vídeo del apartado 2 se ha utilizado un Fluke DSP 2000, el cual puede certificar hasta Cat. 5e. El equipo mantiene en memoria los valores que establece la norma de la categoría o el standard seleccionado y realiza las mediciones para comprobar si se superan o no.

Un equipo como este nos permite realizar las siguientes medidas:

Mapa de cableado: para detectar abiertos, cortos, pares cruzados, cables invertidos y pares partidos.

Mapa de cableado de un reflectómetro - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 13. Problemas detectables con un mapa de cableado

Aclaraciones:

– A un Par partido también se le llama Par dividido esto genera un valor de NEXT muy bajo.

– La  Prueba de TDX (interferencia en el Dominio del Tiempo) muestra las ubicaciones donde está ocurriendo interferencia en el cable.

– La Prueba de TDR (Reflectometría en el Dominio del Tiempo) ayuda a localizar anomalías de impedancia en un cable al informar las ubicaciones de las reflexiones de la señal causadas por las anomalías.

 

Resistencia: indica la resistencia en ohmios (Ω) de cada par, debe dar lo mismo en todos los pares, cuanto menor sea mejor.

Longitud: indica la longitud de cada par, se acepta una variación entre el 2 y 5%.

Retardo de propagación: Mide el tiempo (nano segundos) que tarda la señal en recorrer cada par. Cuanto menor sea mejor.

Sesgo del retardo: Calcula las diferencias en retardos de propagación entre pares. Cuanto menor sea mejor.

Impedancia: Mide la impedancia de cada par. Si se detectan anomalías de la impedancia, se informa de la anomalía más grande detectada en cada par. El cable a medir debe ser mayor de 5 m.

Atenuación: mide la pérdida de potencia (dB). Cuanto menor sea mejor.

RL (Pérdidas de Retorno): mide la diferencia entre la amplitud de una señal de prueba y la amplitud de la señal reflejada que regresa por el mismo par. Los resultados  indican qué tan bien concuerda la impedancia característica del cable con su impedancia nominal en una gama de frecuencias. Se desea un valor alto en esta medida. También puede medirse las RL del remoto.

PP-NEXT o NEXT ( Diafonía en el extremo cercano): mide la diafonía de un par con cada uno de los demás en el extremo del emisor. Se mide en dB y cuanto mayor sea mejor (PP indica que es de Par a Par).

PS-NEXT  (Suma de Potencia NEXT): es la diferencia de amplitud (dB) entre la interferencia recibida en un par y una señal de prueba transmitida en los demás pares en el extremo del emisor. Cuanto mayor sea mejor.

FEXT  (Diafonía en el extremo remoto): es la diferencia de amplitud (dB) entre la interferencia recibida en un par y la señal de prueba transmitida por otro par tomando como referencia el nivel con el que parte en el extremo del emisor. Su valor es algo menor que el NEXT debido a la atenuación que produce el cable.

PP-ELFEXT : es la diferencia de amplitud (dB) entre la interferencia recibida en un par y la señal de prueba transmitida por otro par tomando como referencia el nivel con el que llega al extremo del receptor.

Se calcula así:   FEXT – Atenuación

PS-ELFEXT:   es la diferencia de amplitud (dB) entre la interferencia recibida en un par y la señal de prueba transmitida por los otros tres pares tomando como referencia el nivel con el que llega al extremo del receptor.

ACR (Razón de atenuación a interferencia):  ACR = NEXT – Atenuación. Un valor alto indica que la calidad de la señal transmitida es buena.

4.- Conclusión

Para decidir qué tipo de cableado instalar, debe tenerse en cuenta que debería soportar 3 cambios de switches, esto es, unos 18 años, por lo que actualmente no se debe optar por una categoría inferior a la 6 o 6A. Cuando se trate de centros de datos debe instalarse categoría 7 o 7A.

Aunque la categoría elegida sea la 6 (o menor), en instalaciones en las que haya ruido electromagnético, no se debe dudar en la instalación de cable FTP e incluso STP si estas interferencias son elevadas.

Actualmente se está desarrollando el estándar 40GBASE-T sobre Cat. 8 con frecuencias de hasta 1800MHz y 40Gbps. Se pretende  conseguir retrocompatibilidad hasta 100BaseTX y 1000BASE-T, usando conectores con formato RJ.

Espero que este artículo te sea útil.

Un Saludo.

leandrogg68

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CABLE COAXIAL, lo que necesitas saber.


Indice:

1.-Cable coaxial ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica. Medida de características de un cable coaxial.

3.- Cable coaxial , lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- Cable coaxial, ¿qué es?

El cable coaxial fue inventado en 1929 y usado comercialmente por primera vez en 1941.

Este tipo de cable es el más idóneo para la transmisión de señales de frecuencia elevada o Radio Frecuencia (RF) generalmente por debajo de los 5 Giga Hercios (GHz), aunque hay de hasta de 11 GHz como el M17/75-RG365.

Tiene la ventaja de poder transmitir señales eléctricas a alta velocidad y sin la interferencia de otras , lo que hace que sean muy utilizados tanto para emisión como para recepción.

Constitución de una cable coaxial - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig 1.  Constitución de un Cable coaxial.

Constitución

Vivo, núcleo o conductor central: Transporta la señal transmitida, está compuesto por un único hilo o varios trenzados, de cobre, cobre estañado, cobre plateado (alta calidad) , aluminio cobreado o acero cobrado (alta resistencia).

Dieléctrico o aislante: material de una elevada resistividad que aísla el vivo del blindaje. Puede ser de polietileno, polietileno expandido, polietileno + aire, tefzel y teflón FEP, estos dos últimos se utilizan en cables que soportan altas temperaturas y tienen gran resistencia a los agentes químicos. Las dos características que se persiguen son una constante dieléctrica baja y un rigidez eléctrica alta (kV/mm).

Lámina: Cubierta de cobre o aluminio que junto a la malla conforma el apantallamiento del cable coaxial. En algunos cables esta lámina va unida a una o varias de poliéster que le confiere flexibilidad.

Algunos cables coaxiales que no poseen esta lámina, a los que la poseen se les denomina de “doble apantallamiento” siendo su calidad superior.

Malla: Trenzado realizado con hilos finos (husos) de cobre , cobre estañado, cobre plateado, aluminio cobreado o acero cobreado. Al estar conectada a masa absorbe el ruido electromagnético externo impidiendo que alcance al vivo. Cuanto mayor sea el trenzado de la malla más calidad tendrá el cable, este se mide en %, siendo un 100% una malla que cubra completamente el cable. Proporciona integridad al cable y una buena flexibilidad.

Por otro lado, la malla tiene una menor resistencia en DC (corriente continua) que la lámina , y junto con el conductor central determinan la resistencia eléctrica del cable.

Cubierta: Aislante  que protege al cable de agentes externos (polvo, agua, calor, etc). Los materiales mas usados son el PVC para cables de interior y el Polietileno para los de montaje a intemperie ya que soporta bien los rayos ultravioletas. Para instalaciones como bibliotecas, teatros, etc se usan cubiertas de  materiales libres de halógenos que no propagan la llama. En aplicaciones con elevadas temperaturas se utilizan cubiertas de Tefzel o Telón FEP.

Entre la cubierta y la malla, algunos cables disponen un lámina antimigratoria  que tiene por objeto evitar  que los aditivos de la cubierta y la humedad migren al interior del cable, evitando así el deterioro de sus características.

2.- Vídeo Práctica. Medida de características de un cable coaxial

En el siguiente vídeo se muestra como medir tres características de un cable coaxial: resistencia del vivo, resistencia de la malla y capacidad, posteriormente se realiza la comparación con las medidas dadas por el fabricante.

3.- Cable Coaxial, lo que también debes saber

Características

Impedancia característica (Ω):
Es la oposición del cable al paso de la señal transmitida, se mide en Ω (ohmios). Es constante para cada tipo de cable, no afectándole la longitud del cable ni la frecuencia de la señal transmitida.

Para obtener la máxima eficiencia en la transmisión, la impedancia del transmisor, la del receptor y la del cable deben ser iguales, de no ser así se producirán reflexiones de señal degradando la transmisión.

Los valores  de impedancia habituales en cables coaxiales son: 50Ω para equipos de transmisión, 75Ω para equipos de recepción de RTV, y en deseuso 93Ω para transmisión de señales digitales (redes informáticas antiguas como ARCNET).

Resistencia (Ω).
Es la oposición a paso de la corriente continua. Se suele dar para el vivo y para la malla en Ω x km. El cable será mejor cuanto menor sea este valor.

Capacidad (pF/m)
Es el valor de la capacidad eléctrica medida en picofaradios/metro. Se mide con un capacímetro entre el vivo y la malla. Varia con el tipo de material aislante y con la geometría del cable. Se mide en picofaradios/metro

Velocidad de propagación (%)
Es la relación, expresada porcentualmente, entre la velocidad de propagación de la señal en el cable y la velocidad de propagación de la luz en el vacío. Varía según el tipo de dieléctico que contiene el cable. Un 80 % o superior es un buen valor.

Atenuacion (dB/m)
Es la pérdida de potencia en función de la frecuencia aumento con esta. Su valor disminuye al aumentar el diámetro del cable, la sección del del vivo y la conductividad el vivo y la malla. Se mide en decibelios/metro o decibelios/kilómetro

Potencia transmisible (W):
Es la potencia que se puede transmitir a una determinada frecuencia sin que la temperatura del cable afecte el funcionamiento del mismo. Disminuye al aumentar la frecuencia y se mide en Vatios.

Tensión de trabajo (kV)
Es la máxima tensión a la que puede trabajar constantemente el cable sin que se produzca el “efecto corona” , descargas eléctricas parciales que provocan interferencias eléctricas y, a largo plazo, la degradación irreversible del aislante.

Pérdidas de retorno (S.R.L.)
Son las pérdidas por retorno de señal ocasionadas por falta de uniformidad en la construcción y de los materiales empleados, que producen una variación puntual de impedancia que ocasiona un retorno de parte de la señal hacia el emisor.

Estándares

La especificación más difundida que rige la fabricación de los cables coaxiales es la norma  MIL-C-17 que determina  las características dimensionales y eléctricas.

Normas MIL para cable coaxial - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 2. Ejemplo de especificaciones según Norma MIL-C-17

La norma MIL-C-17 es muy estricta con la respuesta en frecuencia de los cables, por eso en en la columna M17 Test Frequency cuando se especifica “swept” se realiza un barrido entre dos frecuencias extremas comprobando que se mantienen las características en todo el rango de prueba.

En este enlace tenéis un tabla completa de cables con las especificaciones MIL-C-17

Todos los cables coaxiales están definidos con las letras RG (Radiofrecuencia – Gobierno) seguida por un número ( tipo) y de la letra U (Universal) o A/U, B/U, etc. que indican sucesivas modificaciones y sustituciones al tipo original.
Cables coaxiales más usados - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO Cables coaxiales más usados - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Leyenda de cables coaxiales más usados - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 3. Características de cables coaxiales más usados

¿Cómo elegir un cable coaxial?

Los cables coaxiales se eligen en base a los siguientes parámetros, que dependen de la aplicación que le vayamos a dar:

Impedancia característica (50, 75 o 93 Ω): 50 Ω para emisión, 75 Ω para recepción. 93 Ω apenas se utiliza (redes informáticas antiguas).

Frecuencia de trabajo (de 100 kHz a varios GHz): Con esta tabla, se elige el cable que soporte la frecuencia que vamos a transmitir.

Atenuación máxima (de 1 a varios cientos de dB/100 m): dependerá de la frecuencia de la señal transmitida, a más frecuencia más atenuación.

4º Potencia máxima (de unos pocos W hasta algún kW): sólo si es un cable para emisión.

5º Máxima tensión de señal: sólo si es un cable para emisión

Los demás parámetros, aunque tienen su importancia, son secundarios.

En el siguiente enlace os dejo una web con una buena guía para elegir el cable coaxial y su conector que mejor se ajuste a tus necesidades:  digikey.com

Los cables coaxiales mas usados

Algunos fabricantes dan su propio nombre al cable, sin usar la nomenclatura RG, un ejemplo es el famoso T-100 de la firma Televes, realmente este es un RG-6.

También son muy conocidos y utilizados los cables tipo  LRM o de bajas pérdidas,  una marca registrada de Times Microwave System.

De 50 Ohm
Son utilizados en instrumentación de todo tipo: PC, equipos e instrumental de laboratorio y conexión a antenas de emisión. El más conocido es el RG-58 aunque tiene muchas pérdidas, siendo mejor el RG-213 para tiradas largas, aunque su diámetro es el doble del anterior (10,3 mm frente a 4,95 mm), ambos son útiles hasta 1 GHz. Cuando se requiere un cable mas fino que el RG-58,  el más utilizado es el RG-174 (2,8 mm),  soporta hasta también hasta 1GHz.

Si se necesita un cable fino para frecuencias superiores a 1GHz, se utiliza el RG-316 (2,5mm) y si todavía se necesita más fino, el RG-178 (1,83 mm) ambos soportan señales de hasta 3 GHz y si la longitud es corta, unos centímetros, hasta 5 GHz. Estos cables son los que vemos en las antenas de 5,8 Ghz que se utilizan en los drones para enviar a tierra el vídeo de sus cámaras.

Antena con cable coaxial RG 316 - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 4. Antena de 5,8Ghz con CABLE RG-316 usada en drones de carreras.

De 75 Ohm
Usados en Circuito Cerrado de TeleVisión (CCTV), TeleVisión por Cable (CATV) y recepción de señales de Radio y TV. El RG-59 es el coaxial de 75 Ohm de mayor venta en el mercado para señales sin modular (banda base) hasta una frecuencia de 1 GHz debido a sus excelentes características eléctricas y mecánicas combinadas con un bajo costo. Para recepción de señales de RTV se utiliza el RG-6 que permite llegar hasta 3 GHz, lo que lo hace útil para las señales de Frecuencia Intermedia (FI) de recepción satélite.

Para tendidos de gran longitud se utiliza el RG-11 de mayor diámetro y por lo tanto menores perdidas aunque en este la frecuencia máxima es de 1GHz.

4.- Conclusión

Son muchos los tipos de cable coaxial que existen, aquí no hemos hablado de los submarinos y los que se montan en instalaciones de máxima seguridad como cárceles, pero todos tienen el común lo que se ha expuesto en este post.

Aunque la fibra óptica está comiéndole terreno al cable coaxial, hay muchas aplicaciones  distancias cortas en las que se mantendrá el cable coaxial.

Después de la fibra óptica, el cable coaxial es la mejor opción para transportar señales de Radiofrecuencia a grandes distancias, mejor que el cable de pares, el inconveniente es que es más voluminoso y caro que este último.

Un Saludo.

leandrogg68

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Emisores de Radio Frecuencia


Indice:

1.-Emisor de Radio Frecuencia (RF) ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica. Emisor de Audio y Video de 5,8 GHz.

3.- Emisor de Radio Frecuencia (RF) , lo que también debes saber

4.- Conclusión

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1.- Emisor de Radio Frecuencia (RF), ¿qué es?

Un Emisor de RF es un dispositivo electrónico que permite generar una señal llamada señal modulada, que aplicada a una antena  se transmitirá a través del espacio de forma electromagnética.

La señal modulada está compuesta por una o varias ondas senoidades llamada(s) portadora(s) a las que se le modifica algún parámetro (amplitud, frecuencia o fase) en función de otra señal llamada moduladora que contiene la información a transmitir.

En la Fig. 1 se aprecia un emisor de TV analógico de apenas 10 gramos, con una potencia de 400 mW en la banda de 5,8 GHz. Puede transmitir Audio y Video en un radio que ronda el Kilómetro. Este tipo de  transmisores se utiliza en aeromodelismo para hacer FPV ( First Person View), es decir pilotar un aeromodelo viendo la imagen que este nos transmite mediante una gafas con monitores.

Emisor de 5.8 Ghz - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 1. Emisor TV de 5.8 GHz usado en drones

Otro ejemplo de un emisor de radio frecuencia, sería el emisor de TDT ( Televisión Digital Terrestre) de la siguiente figura. Es de 5 W y permite transmitir hasta 5 programas de televisión en un canal de UHF de 8 Mhz.

Emisor de TDT comercial - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
           Fig. 2. Emisor de TDT comercial

2.- Vídeo Práctica. Emisor de Audio y Video de 5,8 GHz.

Práctica en la que realizo un enlace analógico a 5,8 GHz con un transmisor de A/V TX5200M de 0,2W y un receptor de A/V RC305.

La señal se visualiza en un monitor incluido en una maleta de FPV que además contiene medidores de nivel de señal de recepción (RSSI) y un sistema diversity para los receptores.
Se utilizan antenas de varilla y de polarización circular, apreciando las pérdidas de señal según la disposición de las mismas.

Este tipo de transmisores se puede obtener por menos de 20 euros, aquí dejo sus características.

3.- Emisor de Radio Frecuencia (RF) , lo que también debes saber

A nivel de funcionamiento,  se distinguen dos los tipos de emisores: los Homodinos y los Heterodinos

Emisor Homodino o de modulación directa

Esta formado por los siguientes bloques:

Oscilador local: Genera la una onda seonidal llamada portadora cuya frecuencia es fija, aunque algunos equipos permite su ajuste manualmente. Definirá la frecuencia del canal transmitido

Modulador: modula la señal portadora con la señal moduladora o información a transmitir. Modular es modificar uno o varios de los siguientes parámetros de la señal portadora: amplitud , frecuencia o fase. La señal moduladora, determinará la cantidad de modulación aplicada.

Amplificador: Amplifica la señal modulada obtenida a la salida del modulador.

Filtro paso banda: filtra la señal modulada, haciendo que se entregue a la antena únicamente las frecuencias del canal que se desea transmitir, de esta forma se asegura el que no se emitan señales en frecuencias  que puedan interferir en canales adyacentes.

Emisor Homodino - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 3. Emisor Homodino

Algunas características del emisor homodino son:

  • Se emplean en frecuencias bajas, especialmente en AM.
  • Suelen ser de frecuencia fija, es decir para un solo canal, ya que en caso contrario el filtro paso banda debe ser variable, lo que los encarece y hace más complejos.
Emisor Heterodino

Es una mejora del emisor homodino, incorpora los siguientes bloques adicionales:

Mezclador: mezcla la señal modulada con otra señal senoidal generada por un segundo oscilador local  de frecuencia superior (f2) a la del primer oscilador local (f1).

Filtro paso banda 1: deja pasar únicamente una de las 4 señales que se obtiene a la salida del mezclador:

 señal del oscilador local (f2)    +     señal modulada

Del mezclador se obtienen cuatro señales:

  • señal modulada aplicada a la entrada del mezclador -> eliminada
  • señal senoidal del 2º oscilador local (f2)  -> eliminada
  • f2  + señal modulada -> pasa a la siguiente etapa
  • f2  –  señal modulada -> eliminada

Realmente lo que se hace es elevar la frecuencia de la señal modulada al rango de frecuencia en la que se va emitir el canal.

Amplificador 2: Amplifica la señal modulada, ya en el rango de frecuencia de emisión.

Filtro paso banda 2: deja pasar las mismas frecuencias que el filtro paso banda 1, solo que soporta más potencia, por tanto se realiza un segundo filtraje para evitar interferencias en canales adyacentes.

Emisor Heterodino - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 4. Emisor Heterodino

Algunas características del emisor heterodino son:

  • La modulación se realiza sobre una frecuencia baja y fija (f1), lo que da estabilidad a este emisor y hace que los componentes electrónicos usados sean más económicos.
  • Con el oscilador local (f2), se eleva la frecuencia de la señal modulada a frecuencia de emisión, los filtros paso banda deben cambiar su frecuencia central a la misma vez que lo hace el oscilador local (f2).
  • Al amplificar la señal modulada a dos frecuencias diferentes, se producen menos interferencias dentro del emisor.

Este tipo de emisor es el mas utilizado actualmente, quedando relegado el homodino únicamente para modulaciones en AM en baja frecuencia.

4.- Conclusión

Hay muchos tipos de Emisores de radio frecuencia, es impresionante la evolución que se ha alcanzado con la reducción de tamaño de los emisores de TV, un ejemplo es el de la fig. 5, que actualmente se monta en drones de menos de 60 gramos que permiten hacer carreras en el interior de cocheras volando en primera persona (FPV).

Micro emisor de 200 mW - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig. 5. Micro emisor analógico de 200 mW con cámara y antena de 4,5 gramos (menos de 30 euros)

Cuando de hablamos de equipos de emisión comercial, tanto de radio como de TV, los equipos y el precio es otra historia (fig. 6).

Equipo de emisión - EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO
Fig, 6. Equipo de emisión profesional en rack

En España a nivel comercial la TV se está emitiendo en Digital y la radio sigue en analógica, la radio digital (DAB) no termina de despegar.

Los emisores de TV que se están montado en los drones de carreras, que tan de moda están actualmente, son analógicos, el  motivo es el reducido peso y precio de los mismos, así como que aunque haya muchas interferencias se sigue viendo la imagen (aunque mal), cosa que no sucede con los equipos digitales que dan pantallazo negro al deteriorarse la recepción.

Os puedo asegurar que estar pilotando un dron de carreras a casi 100 Km/h en FPV y obtener una pantalla negra por deterioro de la señal es un sensación muy desagradable 🙂

Un Saludo.

leandrogg68

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ALTAVOZ BLUETOOTH


Indice:

1.- Altavoz Bluetooth ¿qué es?

2.- Vídeo review

3.- Conclusión.

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1.- Altavoz Bluetooth, ¿qué es?

Un Altavoz bluetooth es un modelo de altavoz autoamplificado de reducidas dimensiones que permite un funcionamiento autónomo gracias a su alimentación mediante batería y a su comunicación con otros dispositivos vía bluetooth.

Además se le puede introducir la música mediante una tarjeta de memoria micro SD o directamente con un cable miniJack.

2.- Vídeo Review.

En este vídeo os muestro el review de un altavoz bluetooth de reducidas dimensiones de la marca EC Technology.  Podréis ver su funcionamiento básico y finalmente, si os quedan ganas :),  una prueba de respuesta en frecuencia mediante un analizador de espectro en tiempo real.

 

3.- Conclusión

Llevo muchos años trabajando con todo tipo de altavoces en las gamas de doméstico, HiFi y Profesional, y sinceramente, nunca me ha llamado la atención un altavoz que me cupiera en la palma de la mano, ya que lo primero que se pierde al reducir tanto el tamaño son los graves.

Cuando probé este altavoz, quedé impresionado con los graves que proporciona, también con el precio, menos de 20 euros.

Tras realizar la prueba  de respuesta en frecuencia  en la cámara anecoica, ya se deduce el por qué se oye tan bien. Posee un buen rango de frecuencia en el que su sensibilidad es constante (curva plana).

Y algo que también ha sido un acierto, por parte del fabricante, es limitar la potencia máxima para que no se produzca distorsión del sonido en ella, ¿de qué sirve tener mucha potencia si el sonido está distorsionado?

En las pruebas no he apreciado pérdida de calidad en la conexión mediante bluetooth respecto a conexión por cable o mediante tarjeta micro SD, y el alcance es de unos 10 metros, suficiente para la mayoría de los casos.

La verdad es que es una solución muy buena para utilizarlo como manos libres, por ejemplo en el coche, o para escuchar música con bastante más calidad que la que proporciona un smartphone.

Un Saludo.

leandrogg68

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FIBRA ÓPTICA


Indice:

1.-Fibra óptica, ¿qué es?

2.- Vídeo Prácticas:

  • Fundamentos de la fibra óptica.
  • Medida de pérdida de potencia, pelado y limpieza de la fibra óptica.
  • Colocación de un conector ST de fibra óptica.

3.- Fibra óptica, lo que también debes saber.

  • Principio de propagación del rayo luminoso.
  • Tipos de fibra óptica.
  • Pérdidas de señal en fibra óptica.
  • Fuentes de luz para fibra óptica.

4.- Conclusión.

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1.- Fibra óptica, ¿qué es?

Un cable de fibra óptica, básicamente consta de hilos muy finos de silicio ultra-puro colocados de forma concéntrica, al central se le llama núcleo y  al otro revestimiento.

El silicio del núcleo posee un índice de refracción ¹ superior al del revestimiento, lo que permite que la luz quede confinada en el núcleo y pueda transmitirse por el mismo sin apenas pérdidas  por refracción, debido a que se refleja en la unión núcleo-revestimiento.

Para proteger la fibra óptica se añaden otras capas como el Buffer y la cubierta.

constitución de fibra óptica
Figura 1. Constitución de una fibra óptica.

2.- Vídeo Prácticas.

2.1.- Fundamentos de la fibra óptica.

Vídeo donde muestro los conceptos de reflexión, refracción y ángulo crítico de una fibra óptica mediante un experimento con un vaso de agua y un puntero láser.

Además, se puede ver la propagación de los modos de luz, la dispersión y las pérdidas de retorno en una fibra óptica simulada con unas barras de metacrilato y un puntero láser.

2.2.- Medida de pérdida de potencia, pelado y limpieza de la fibra óptica.

VideoPráctica en la que muestro como medir las pérdidas de un latiguillo de fibra óptica con un medidor Fluke DSP 2000 y su accesorio para fibra DSP-FOM/DSP-FTK.

Además, se visualiza en un microscopio óptico, conectado a una webcam, el núcleo y revestimiento de la fibra para comprobar su estado en el extremo de un conector ST.

Finalmente se explica el procedimiento de pelado y limpieza de una fibra óptica.

2.3.- Colocación de un conector ST de fibra óptica.

En este vídeo realizo el proceso de conectorización de un conector ST a una fibra óptica monomodo 9/125.
Finalmente se visualiza en un microscopio como ha quedado el pulido del núcleo y revestimiento.

3.-  Fibra óptica, lo que también debes saber.

3.1.- Principio de propagación del rayo luminoso.

El núcleo de una fibra óptica tiene un índice de refracción ligeramente mayor que el revestimiento. La luz que llega al límite entre el núcleo y el revestimiento con un ángulo de incidencia mayor que el ángulo crítico se refleja y continúa su recorrido dentro del núcleo.

Este principio de reflexión total es la base para el funcionamiento de la fibra óptica. El ángulo crítico depende del índice de refracción del núcleo y del revestimiento

Podemos describir un cono imaginario (cono de aceptación) con un ángulo (ángulo de aceptación) relacionado con el ángulo crítico (Figura 2). Si la luz se introduce en el extremo de fibra desde el interior de este cono, está sujeta a la reflexión total y viaja por el núcleo.

Al seno del ángulo de aceptación se le denomina apertura numérica,  que da la capacidad de recoger la luz de la fibra. La luz que llegue al extremo de fibra fuera de este cono se refractará en el revestimiento cuando se encuentre con el límite núcleo-revestimiento, siendo expulsada hacia el exterior.

apertura numérica y ángulo crítico
Figura 2. Angulo de aceptación y crítico. La apertura numérica = sen (angulo de aceptación).

 

3.2.- Tipos de fibra óptica.

El tipo de fibra queda determinado por los diámetro de su núcleo, en las de tipo multimodo, que no sean plásticas, el diámetro del núcleo es de 50 o 62,5 micras y en las monomodo usualmente es de 9 micras. En ambas el revestimiento es de 125 micras.

Tipos de fibra óptica
Figura 3. Tipo de fibra óptica recomendada según diferentes estándares ethernet. Las de tipo monomodo pueden alcanzar distancias superiores a 2 km.

La longitud máxima de un enlace de fibra depende del estándar de transmisión que se utilice, en la Fig. 3 se aprecia algunos de las variantes del estándar ethernet para fibra, por ejemplo con el standard 10GBASE-LX4 sobre fibra monomodo se puede alcanzar hasta 10 km con una velocidad de 10Gbps y con 1000BASE-ZX, 1 Gbps hasta 50 km, también con fibra monomodo.

Fibras multimodo 50/125 de índice gradual.

Estas fibras están diseñadas para ser utilizadas en 1ª y 2ª ventana ¹ ( 850 y 1300 nm). Adecuadas para su uso en aplicaciones de cableado como las Redes de Área Local (LAN) con vídeo, datos y voz, utilizando fuentes de luz LED, VCSEL o Laser Fabry Perot (ver apartado 3.4).

fibra óptica multimodo 50/125
Figura 4. Fibra óptica multimodo 50-125.

Las fibras multimodo también se identifican por un sistema de clasificación determinado por en estándar ISO 11801:  OM1, OM2, OM3 y OM4  el cual está basado en el ancho de banda modal de la fibra multimodo.

Fibras multimodo 62,5/125 de índice gradual

Estas fibras están diseñadas para ser utilizadas a 850 nm y 1300 nm. Adecuadas para su uso en aplicaciones de cableado como las Redes de Área Local (LAN) con vídeo, datos y voz, utilizando fuentes de luz LED, VCSEL o Laser Fabry Perot.

fibra óptica multimodo 62,5 / 125
Figura 5. Fibra óptica multimodo 62,5 / 125
Fibra multimodo plástica

Fibra óptica plástica de salto de índice, diseñada para ser utilizada en 650 nm. Adecuada para distancias cortas, entornos industriales y transmisión de señales de datos a baja velocidad. Su  ventaja es la gran apertura numérica que posee (0.50), que hace que sea fácil de acoplar.

fibra óptica multimodo plástica
Figura 6. Fibra óptica multimodo plástica.
Fibra óptica multimodo PCF 200/230

Fibra óptica multimodo de salto de índice PCF 200/230 micras. Esta fibra está diseñada para ser utilizada en las longitudes de onda de 650 nm y 850 nm. Adecuada para enlaces de vídeo y datos en cortas distancias, sistemas sensores (médicos e industriales) y en iluminación.

Fibra óptica multimodo PCF 200/230
Figura 7. Fibra óptica multimodo PCF 200/230
Fibra óptica monomodo 9/125 – G657

Posee una gran resistencia a las pérdidas adicionales debidas a macrocurvaturas. Ideal para el montaje de cable en el interior de edificios (ICT), cables patchcords y/o cables de interconexión. Adecuada para aplicaciones en redes de acceso “Fibre-To-the-Home” (FTH).

 

fibra óptica monomodo

Figura 8: Fibra óptica monomodo

 

 3.3.- Pérdidas de señal en fibra óptica

pérdidas en fibra óptica

Figura 9. Pérdidas en fibra óptica
Pérdida intrínseca por Dispersión.

Es debida  a las irregularidades submicroscópicas ocasionadas durante el proceso de fabricación. Cuando un rayo de luz se esta propagando, choca contra estas impurezas, se dispersa y refleja.

Dentro de estas pérdidas tenemos

  • Pérdidas por difusión de Rayleigh (por fluctuaciones térmicas del índice de refracción).
  • Imperfecciones de la fibra, particularmente en la unión núcleo-revestimiento, variaciones geométricas del diámetro del núcleo.
  • Impurezas y burbujas en el núcleo.

La dispersión de Rayleigh es responsable de aproximadamente el 90 % de la pérdida intrínseca en las fibras ópticas modernas. Las longitudes de onda más largas (3ª ventana), son menos afectadas que las longitudes de onda más cortas (1ª y 2ª ventana).

Además de producir pérdidas, la dispersión produce retraso entre los distintos modos de luz, lo que hace que se degenere la señal transmitida y se limite la velocidad de transmisión de datos, a esto se le llama dispersión modal ¹.

Pérdida intrínseca por absorción.

Es debida a impurezas tales como iónes metálicos , etc., que absorben la luz y la convierten en calor. Como el  vidrio usado para fabricar las fibras ópticas es ultrapuro, estas pérdidas son muy pequeñas.

Pérdidas extrínsecas por microcurvatura.

Son causadas por imperfecciones microscópicas en la geometría de la fibra resultantes del proceso de fabricación, como la asimetría de rotación, cambios menores en el diámetro del núcleo, o límites desiguales entre el núcleo y el revestimiento. El estrés mecánico, la tensión, la presión o la torsión de la fibra también pueden causar microcurvaturas.

Pérdidas extrínsecas por macrocurvatura.

Se producen cuando se curva la fibra con un radio menor que el radio de curvatura mínimo establecido por el fabricante. Parte de la luz en los grupos de modos de orden superior ya no es reflejada y se pierde.

3.4.- Fuentes de luz para fibra óptica

LED (Light Emitting Diode)

Usado en fibra multimodo para velocidades de hasta 622 Mbps, produce una luz uniforme de salida que llena por completo el núcleo y utiliza todos sus modos de funcionamiento.

VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)

Es una fuente de luz común para soportar las velocidades de transmisión Gigabit en aplicaciones de redes ópticas en edificios a una longitud de onda de 850 nm.

A diferencia de un LED, la salida de luz de un VCSEL no es uniforme.  Como resultado, los láseres no utilizan todos los modos en fibra multimodo sino más bien un conjunto restringido de modos y además, cada láser rellena un conjunto diferente de modos en la fibra y con diferentes valores de potencia en cada modo.

Laser Fabry-Perot

Láser anterior al VCSEL y más caro de fabricar, trabaja en longitudes de onda mayores ( 1300, 1310 y 1550 nm) por lo que se usa fundamentalmente en fibras monomodo.

Fuentes de luz para fibra óptica

Figura 10. Fuentes de luz para fibra óptica

 

Aclaraciones

Índice de refracción (n): es la proporción entre la velocidad de luz en el vacío (c) y su velocidad en un medio específico (v).

F =  c / v

Para el vacío (espacio exterior) es 1, para el aire es 1,003 y para el agua es 1,333. Un valor más alto del índice de refracción  de un material indica que la luz viaja más lenta en ese material.

El índice de refracción para el núcleo es normalmente alrededor de 1,47 mientras que el índice de refracción para el revestimiento es aproximadamente 1,45.

Ventanas de transmisión de la fibra óptica: son las longitudes  de onda (λ), de los emisores de luz utilizados en fibra óptica, se miden en nanometros (nm), y las pérdidas son menores  en  ellas.

longitud de onda (λ)   = velocidad de la luz (c)  / Frecuencia (λ)   –>  λ = c  /  F

Ventanas de la fibra óptica
Figura 11. Ventanas de transmisión de la fibra óptica.

 

Dispersión modal: es una característica de la fibras multimodo que limita su ancho de banda debido al retraso que se produce en los diferentes modos de luz al ser conducidos por la fibra óptica.

dispersión modal
Figura 12. Dispersión modal

La solución a este problema es utilizar un núcleo que tenga un índice de refracción variable, a este tipo de fibra óptica se le llama de índice gradual o gradiente de índice.

Fibra óptica de indice gradual
Figura 13. Fibra óptica de índice gradual o gradiente de índice

 

4.- Conclusión

Trabajar con fibra óptica es el presente del técnico en telecomunicaciones, por tanto debemos manejar los conceptos y procedimientos de trabajo con fibra como manejamos los de trabajo con cable de cobre.

En España la Ley ICT de 2013 introduce la normativa de instalación de fibra en los edificios de nueva construcción, lo que llevará a que en pocos años todos los hogares estén conectados con fibra, esto abrirá el campo a muchas aplicaciones que hasta ahora están vetadas por la limitación de ancho de banda del cable de cobre.

Un Saludo.

leandrogg68

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AUTORRADIO


Indice:

1.- El Autorradio, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Instalación de un Autorradio con una etapa de potencia

3.- El Autorradio, lo que también debes saber

  • El conector ISO
  • Fusibles
  • Cables
  • Altavoces

4.- Conclusión

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1.- El Autorradio, ¿qué es?

Un autorradio es la unidad principal en una instalación de sonido en un vehículo, se encargará de reproducir y amplificar el sonido enviado a los altavoces.

Su instalación, a nivel de alimentación se realiza según el siguiente esquema:

instalación de autorradio
Figura 1: Conexión de alimentación  de autorradio (conector ISO cuerpo A)

 

2.- Vídeo Práctica: Instalación de un Autorradio con una etapa de potencia

Instalación sobre tablero de un autorradio JVC KD-R312, con filtros pasivos en las vías delanteras, una etapa de potencia doble en las traseras y un subwoofer en el maletero.
También se explica el funcionamiento de otra etapa de potencia adicional más simple.

3.- El Autorradio, lo que también debes saber

3.1.-  ISO 10487

Actualmente casi todos los autorradios traen un conector estándar ISO 10487 (International Organization for Standardization).

conector ISO 10487
Figura 2: Conector ISO 10487, vista desde el conector hembra del autorradio o desde el lado de los cables del conector macho del vehículo

El cuerpo A se utiliza para la alimentación, el B para los altavoces y el C para diferentes dispositivos externos asociados al autorradio.

Los autorradios más avanzados pueden traer el cuerpo D, que se utiliza para la conexión de sistemas de navegación GPS.

 

Conector A (Alimentación)
  • Pin 1. SVC (Speed Controlled Volume) – rojo/amarillo :  Entrada de señal de velocidad del vehículo para controlar el volumen. La señal se toma del sistema de control de crucero o del sensor de velocidad del vehículo.
  • Pin 2. Silenciado (mute) – marrón: Elimina el sonido al poner este terminal a masa. Se conecta al manos libres
  • Pin 3. NC (no conectado): Algunos fabricantes lo utilizan para funciones extra.
  • Pin 4. Entrada 12V permanentes – amarillo: Conexión directa, a través de fusible, a la batería para mantener los ajustes de la memoria del autorradio
  • Pin 5. Salida 12V (150 mA máx) conmutados (remote) – azul o azul/blanco: Cuando se enciende el autorradio, alimenta la antena electrónica o  activa el relé de alimentación de la etapa de potencia.
  • Pin 6. Entrada 12V de iluminación – naranja/blanco o amarillo/negro: Para iluminar la pantalla al encender las luces del vehículo
  • Pin 7. Entrada 12V conmutados – rojo: Alimentación tomada después de la llave de contacto.
  • Pin 8. Masa – negro o marrón: Se conecta al negativo de la batería (chasis del vehículo).

NOTAS:

  • Los pines 1 y 3 pueden estar intercambiados en algunas marcas de vehículos
  • Los pines 4 y 7 pueden estar intercambiados en algunas marcas de vehículos
  • Algunos vehículos  Volkswagen usan el pin 5 como 12 V permanentes (pin 4), por lo que hay que hacer la modificación para conectarlo al pin 4 del autorradio
Conector B (Altavoces)
  • Pin 1. – azul : trasero derecho  ( + )
  • Pin 2. – azul/negro:  trasero derecho ( – )
  • Pin 3. – gris: delantero derecho  ( + )
  • Pin 4. – gris/negro: delantero derecho( – )
  • Pin 5. – verde : delantero izquierdo  ( + )
  • Pin 6. – verde/negro:  delantero izquierdo ( – )
  • Pin 7. – marrón: trasero izquierdo  ( + )
  • Pin 8. – marrón/negro:  trasero izquierdo( – )
altavoces en ISO B
Figura 3: Altavoces en conector ISO B

 

Conector C1 ( salidas a amplificador o ecualizador )
  • Pin 1. – salida de línea izquierda trasera
  • Pin 2. – salida de línea derecha trasera
  • Pin 3. – masa de salidas de línea
  • Pin 4. – salida de línea izquierda delantera
  • Pin 5. – salida de línea derecha delantera
  • Pin 6. – salida 12 V conmutados (máx. 150 mA)
Conector C2 ( control remoto )
  • Pin 7. – recepción de datos
  • Pin 8. – transmisión de datos
  • Pin 9. – masa (chasis)
  • Pin 10. – salida 12 V conmutados (máx. 150 mA)
  • Pin 11. – entrada de control remoto
  • Pin 12. – masa de entrada de control remoto
Conector C3 ( cargador de CD )
  • Pin 13. – entrada de datos del bus
  • Pin 14. – salida de datos del bus
  • Pin 15. – salida de 12 V permanentes hacia el cargador de CD
  • Pin 16. – salida de 12 V conmutados hacia el cargador de CD (máx. 300 mA)
  • Pin 17. – masa de la señal de datos
  • Pin 18. – masa de la señal de audio de cargador de CD
  • Pin 19. – entrada de línea izquierda del cargador de CD
  • Pin 20. – entrada de línea derecha del cargador de CD

NOTAS:

  • Los pines 1 al 5 siempre tienen estas funciones asignadas
  • El pin 6 puede usarse como salida de subwoofer en algunos autorradios
  • Los demás pines pueden cambiar según el fabricante.
Conector D ( sistemas de navegación)

Este conector sólo está presente en los equipos con sistemas de navegación por GPS, los pines son asignados por el fabricante, por lo que hay que mirar obligatoriamente el manual del equipo.

Si el autorradio o el vehículo no trae conector ISO se necesita un adaptador, en este link tenéis donde comprarlos. Si no lo encuentras en la página anterior, siempre tienes a San Google para estos menesteres :).

3.2.- Fusibles

A continuación vemos los fusibles que podremos encontrar en una instalación de un autorradio; los tres primeros, denominados fusibles de cuchilla,  estarán en la caja de fusibles o en el autorradio y los tres últimos , de mayor amperaje, se colocan cercanos a la batería. Uno de este último tipo, normalmente de lámina (ANL),  se usa para alimentar la etapa de potencia en caso de que esté instalada.

fusibles autorradio
Figura 4: Fusibles para autorradio

Otros tipos de fusibles que podemos encontrar en vehículos antiguos son: los tipo Bosh, los tipo Lucas y los tipo SAE de Cristal

fusible tipo bosh
Fusible tipo Bosch
fusible tipo Lucas
Fusible tipo Lucas
Fusible tipo SAE de cristal
Fusible tipo SAE

 

Notas:

  • A los fusibles MINI también se les llama MINI APT/APM y existe una versión del mismo
    Fusible APS
    Fusible APS

    llamada de perfil bajo, con las conexiones más cortas, denominado APS. Tienen el mismo código de color que los MINI y BLADE

  • A los fusibles BLADE también se les llama ATO/ATC/APR ( Los más usados)
  • A los fusibles MAXI también se les llama APX

 

3.3.- Cableado

Los cables usados en instalaciones de autorradio suele expresarse con el estándar americano AWG (American Wire Gauge), esta tabla da la equivalencia al sistema europeo, en  milímetros cuadrados.

equivalencias de cables AWG autorradio
Figura 5: Equivalencias de cables AWG a mm²

La elección del cable de alimentación en la instalación dependerá de la corriente que tenga que soportar el autorradio (o etapa de potencia).

Una buena forma de saber cuanto consume es comprobando el fusible que lleva el autorradio y en función de este dato entrar en la siguiente tabla por la columna “En tubo” y elegir la sección del cable.

Cables - Corriente maxima según sección
Figura 6: Sección del cable según la Corriente máxima

Para los altavoces, una sección de 1,5 mm²  está bien, normalmente las instalaciones de serie llevan 0,75 o 1 mm²

3.4.- Altavoces

Hay una gran variedad de altavoces para la instalación de un autorradio en un vehículo, pero todos pueden ser clasificados en alguno de los siguientes tipos.

Altavoz de vías separadas

El conjunto, habitualmente está compuesto por un tweeter, un altavoz de doble cono y un filtro pasivo de dos vías. Se suelen instalar para sonorizar la parte delantera del vehículo.

El tweeter se instala en la esquina salpicadero-puerta  y el de doble cono y el filtro en la puerta.

 

autorradio - altavoz de vías separadas

Altavoz de vías separadas
Altavoz de doble cono

Cubre muy bien gama de frecuencias medias

altavoz de doble cono

 Altavoz de doble cono
Altavoz de coaxial

Posee una respuesta en frecuencia más amplia que el de doble cono, puede ser elíptico y contener varias vías en un mismo altavoz, lo que amplía aún mas su respuesta en frecuencia.

autorradio - altavoz coaxial
Altavoz coaxial
Altavoz tweeter

Se utilizar para la reproducción de sonidos agudos

autorradio - altavoz tweeter
Altavoz tweeter

 

Altavoces subwoofer

Reproducen los sonidos más graves. Para mejorar su sonido se suelen instalar en una caja acústica llamada cajón de subwoofer, su ubicación típica es el maletero.

Autorradio - Altavoz subwoofer
Altavoz subwoofer

 

 

4.- Conclusión

Actualmente,  todos los vehículos traen una preinstalación de autorradio, por lo tanto instalar un autorradio es algo sencillo que cualquiera, aunque no sea un técnico electrónico, puede realizar.

En esta web podéis encontrar una amplia gama de equipamiento para la instalación de un autorradio o una etapa de potencia en un vehículo.

Espero que este post te sirva para instalar, modificar o reparar la instalación de tu autorradio.

Un Saludo.

leandrogg68

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