Instalación de una antena de TDT

Indice:

1.- Procedimiento de Instalación de un sistema de captación Terrestre.

2.- Práctica.

3.- Sistema de captación Terrestre, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- Procedimiento de Instalación de un sistema de captación Terrestre.

El objetivo será instalar dos antenas de UHF para TDT y una de VHF para FM, una de las antenas UHF se orientará a un repetidor lejano (Aitana en nuestro caso), por lo que contendrá un preamplificador. Las señales de las tres antenas se mezclarán mediante un mezclador de mástil que entregará, por un único cable, los canales captados por las tres antenas.

En la siguiente figura se aprecia la disposición de las antenas y su conexión al mezclador.

Fig. : Sistema de captación TDT y FM

 

PROCEDIMIENTO:

1. Conectar un cable coaxial Televés T100 al dipolo de cada antena. Los tres cables tendrán la longitud necesaria para coincidir en su otro extremo en el mezclador, que se ubicará en la parte baja del mástil (bajo la antena de FM).

2. Fijar en el extemo del mástil la antena que vaya a ser orientada al repetidor más lejano. El cable quedará sujeto al mástil con una vuelta de cinta aislante a 40 cm por debajo de la antena.

3. Fijar  el mástil mediante  agarraderas  con un apriete suave.

4. Conectar el cable de la antena orientada a Aitana al medidor de campo, seleccionar el canal 25 (MAUT Comunidad Valenciana – Alicante) y medir el CBER, girando la antena hasta que obtengamos el mejor valor posible (valor más pequeño).

5. Apretar las agarraderas.

6. A 1 m  por debajo de la antena anterior, colocar la segunda yagi orientándola al segundo repetidor (Carrascoy). Sabremos que está bien orientada cuando en el medidor de campo obtengamos el mejor CBER para un canal de este repetidor (el 38 por ejemplo).

7. A 1 m  por debajo de la antena anterior, colocar la tercera antena de dipolo plegado para la recepción de FM. Esta no se orienta, ya que es omnidireccional.

8. Fijar el mezclador al mástil y conectar los cables de las tres antenas. Se cuidará que la antena con preamplificador se conecte a la entrada del mezclador que permita el paso de corriente, las otras dos entradas bloquean este paso.

 

2.- Práctica.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas.

 Práctica:   Recepción Terrestre

 

3.- Sistema de captación terrestre, lo que también debes saber.

En la siguiente tabla podemos ver la frecuencia de los diferentes canales de TV, tanto en analógico como en digital. Los canales analógicos se identifican por la frecuencia de su portadora de vídeo y los digitales por la frecuencia central del canal. Actualmente en España no se emiten canales de TV comercial en analógico.

Ej. :  Canal 21: de 470 – 478 MHZ   (8 MHz de ancho de banda)

En Analógico -> 471,25 MHz                   En Digital -> 474 MHZ

 

¿Cómo saber qué canales distribuir en una instalación comunitaria?

En una instalación colectiva para MATV (sistema de televisión terrestre para antenas colectivas) sólo es obligatorio, según la Ley ICT, distribuir los canales cuya Intensidad de campo sea superior a la mostrada en la siguiente tabla.

 Fig. Intensidad de campo mínima para distribuir los canales en una ICT (actualizado a Julio 2021).
Fig. Intensidad de campo mínima para distribuir los canales en una ICT (actualizado a Julio 2021 contemplando 1º y 2º dividendo digital).

Esta tabla es la que aparece en la Ley ICT de 2011, pero hay un problema: los medidores de campo nos dan el valor de la señal captada en dBuV, que es una tensión,  y no en dBuV/m (como indica la tabla) que es una intensidad de campo eléctrico.

Solución: 

V (dBuV) = E (dBuV/m) – K (dB/m)

V = Tensión entregada por el medidor de campo.

E = Intensidad de campo eléctrico medida.

K = 20 log f (MHz) – G antena (dB) – 31,54   

K es un valor que depende de la frecuencia del canal medido y de la ganancia (G) de la antena utilizada para la medición.

Ejemplo:

Calcular el nivel de señal mínimo en dBuV, para que el canal 29 de TDT sea insertado en una la instalación de ICT, sabiendo que la ganancia de la antena utilizada para la medida es de 10 dB para este canal.

Datos:
Canal 29 : su frecuencia es 538 MHz (ver en la tabla de asignación de frecuencia)
Ganancia de la antena usada (G) : 10 dB

Cálculos:
V mínima = E mínimaK =  57,61 – 13,01 = 44,60 dBuV

E mínima = 3 + 20 log 538 = 57,61 dBuV/m

K = 20 log 538 – 10 – 31,54 = 13,01

 

¿Qué nivel y calidad debe tener la señal?

La siguiente tabla muestra la calidad y nivel exigible a la señal en dos ubicaciones: antena y toma de usuario.

Observaciones:

  • Los niveles mínimos en ANTENA están obtenidos en base a la tabla anterior de Intensidad de campo eléctrico mínima requerida en MATV, solo que aquí están expresados en dBuV, que es lo que nos muestran los medidores de campo.
  • El C/N  (Relación canal/ruido) en antena es mayor que en toma ya que aún no ha pasado por amplificadores y el tramo de cable hasta la antena es corto.
  • Un C/N elevado en antena asegura que el CBER también sea bueno. 
Fig. : Nivel y calidad requerida de la señal  en antena y en la toma de usuario.

 

¿Qué antena se debe instalar?

Veámoslo con un ejemplo real.

Se desea instalar una antena en el Colegio Salesinos – Cartagena que cumpla con los requisitos mínimos de calidad en la captación de todos los canales TDT.

 

Para las medidas se dispone de una antena  Televés Yagi tipo V  ref. 1443   y un medidor de campo.

 

PROCEDIMIENTO:

1.- En la web : https://www.tdt1 buscamos nuestra comunidad autónoma y  dentro de esta nuestra zona.

2.- Consideremos que los canales extremos en la zona son  el 29 (538 Mhz) y el 47 (682 Mhz). Mediante la gráfica  de respuesta en frecuencia de nuestra antena de medida,  obtenemos la ganancia en estos canales.

Fig. : Ganancia para canales 29 y 47.

3.- Medimos con la antena de referencia que tenemos inicialmente (la yagi tipo V) y obtenemos: 49 dBuV para el canal 29 y 50 dBuV para el canal 47 (Nivel medido).

4.- Restamos al Nivel medido los dB de Ganancia de la antena de referencia para el canal correspondiente y así obtener el Nivel Real Recibido.

5.- El nivel mínimo recomendable en Antena, según la tabla anterior, es de 45 dBuV, restamos a este valor el nivel Real Recibido, obteniendo los dB mínimos que tiene que tener la antena que dejaremos de forma definitiva.

6.- Aplicamos un margen de seguridad de 3 dB  y la buscamos en el catálogo una antena con ganancia mínima de 9,3 dB en el canal 29 y 10,2 dB en el 47.

Observamos que la antena utilizada para las medidas supera los niveles de ganancia exigidos para ambos canales, por lo que se podría utilizar como antena definitiva.

En la siguiente tabla se esquematizan todos los cálculos realizados.

   Canal 29  Canal 47
Ganancia de antena de referencia (dB) 10,3 12,2
Nivel medido (dBuV) 49 50
Nivel Real Recibido (dBuV) 49 – 10,3 = 38,7 50 – 12,2 =37,8
Nivel mín. recomendable en Antena (dBuV) 45 45
Nivel recomendable – Nivel recibido (dB) 45 – 38,7 = 6,3 45 – 37,8 = 7,2
Margen de seguridad (+3 dB) 6,3 + 3 = 9,3 7,2 + 3 = 10,2

 

¿Qué  mástil a instalar?

Veámoslo con un ejemplo, deseamos saber qué mástil utilizar para la siguiente instalación. Todas las  antenas son de la marca Televés con las referencias que aparecen en la figura.

 

Fig. : Momento Flector de antenas en mástil.

PROCEDIMIENTO DE CALCULO

1.- Mediante las referencias, buscamos las características de las antenas utilizadas en el catálogo.

Fig. : Hoja de características de Antena yagi Televés ref. 1443.

 

Fig. : Hoja de características de Antena FM Televés ref. 1201

2.- El fabricante nos da dos valores de carga al viento:

a) Supuesto de que la presión del aire sea de 800 N/m2  que equivale a una velocidad de 130 Km/h.

b) Supuesto de que la presión del aire sea de 1100 N/m2  que equivale a una velocidad de 150 Km/h.

Si la antena más alta está por debajo de 20 metros respecto al suelo (nuestro caso) tomamos la carga al viento correspondiente a 130 km/h de velocidad del viento, en caso contrario se toma la de 150 km/h.

3.- Calculamos el momento flector total (MTotal) que nos servirá para determinar el tipo de mástil a instalar. Los datos están reflejados en la figura de la instalación.

MTotal = L1 x Q1  +  L2 x Q2  + L3 x Q3

MTotal = 1,5 x 27  +  2,5 x 83,5  + 3,5 x 83,5  =  541,5 N m

Con este valor entramos en la tabla siguiente por la fila M. Flector para determinar qué mástil usar. Observamos que 541,5 Nm es un valor excesivo, por lo que debemos reducirlo, tenemos varias opciones:

Fig. : Características de los mástiles de la marca Televés.

Opción 1:  bajar 1 m todas las antenas.

MTotal 1 = 0,5 x 27  +  1,5 x 83,5  + 2,5 x 83,5 =  347,5 N m

Opción 2: Redistribuir las antenas, colocando la de FM en el extremo del mástil ya que es la que menos carga al viento posee.

MTotal 2 = 1,5 x 83,5  +  2,5 x 83,5  + 3,5 x 27  =  428,5 N m

Opción 3: Colocación de una riostra con sus vientos a 2 m de punto de cálculo del momento flector anterior.

MTotal 3 = 0,5 x 83,5  +  1,5 x 83,5   =  167 N m

En este caso, las distancias se miden desde la antena correspondiente hasta la argolla donde van fijados los vientos (cables de acero).

 

Fig. : Detalle de instalación de vientos en el mástil.

De las tres opciones, la 1 y la 3 son válidas, nos quedaremos con la 1 ya que evitamos la colocación de vientos que complica y encarece la instalación.

En la tabla de elección de mástil anterior,  observamos que en la fila M. Flector está el valor de 355 N m, inmediato superior al calculado ( 347,5 Nm), por lo que elegimos el mástil con referencia 3010 (45 mm de diámetro, 2 mm de espesor y 3 m de longitud). El mástil de la figura del ejemplo tiene unos 4,5 metros de longitud, por lo que se deben utilizar dos tramos, el superior se cortará a 1,5 m, se embonará con el inferior ( de 3 m ) y se colocará un tornillo pasante que los unirá.

El mástil que aparece en la tabla con la referencia 3075 es igual a la 3010 solo que de color rojo.

La fila de la tabla «Momento Flector límite elástico» indica cuando el mástil no vuelve a su posición original tras la flexión, es decir, queda doblado de forma definitiva, por tanto no debemos acercarnos a este valor en la elección del mástil.

4.- Conclusión

Se debe prestar mucha atención a la instalación del sistema de captación por dos motivos:

1º .- Un mal diseño puede provocar accidentes graves, pensad en un día con fuerte viento que provoque la rotura de un mástil.

2º.- Si la calidad de la señal captada es pobre, debido a una mala orientación o a una mala elección de las antenas, no será posible aumentarla posteriormente.

Al orientar una antena, habrá veces que obtengamos mejor calidad (CBER) desviando unos grados la antena respecto a la dirección del repetidor esto es debido a que minimizamos la captación de las señales reflejadas (ecos) a consta de perder un poco de nivel de señal. Se debe tener presente que lo importante es tener el mejor CBER posible en antena, el nivel en dBuV es secundario ya que este último se podrá aumentar con amplificadores posteriormente.

Un saludo.

LeandroGG68

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Orientación de Parabólica

Indice:

1.- Procedimiento para orientar una Antena Parabólica.

2.- Práctica.

3.- Antena parabólica, lo que también debes saber.

4.- Glosario.

5.- Conclusión.

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1.- Procedimiento para orientar una Antena Parabólica

Orientar una antena parabólica a un satélite es un proceso sencillo, pero requiere que se sigan con rigurosidad una serie de pasos. Os presento un procedimiento con el que en 10 min podemos tener la antena orientada.

Vamos a orientar una antena Parabólica de tipo Offset a los satélites Astra 19,2 º E.

PROCEDIMIENTO:

  1. En la Web http://www.dishpointer.com seleccionamos el satélite “19,2ºE Astra 1KR,1L,1M,1N”  y en localización escribimos  “Av. San Juan Bosco 33 – Cartagena”. Colocamos la chincheta sobre el punto de instalación de la antena, la web nos trazará una línea de referencia para el Acimut1. Localizamos un edificio o punto geográfico conocido que esté sobre  la línea verde trazada.

Uso de dishpointer - El cajón del electrónico

  1. Entramos en la web https://es.kingofsat.net/, en Busca de Canales escribimos “Canal Sur Andalucía” ya que está en un satélite de esta posición orbital (Astra 1KR) y además en abierto,   obtenemos:

Uso de kingofsat - El cajón del electrónico

  1. Fijar la antena a su soporte, dando un apriete suave a los tornillos de la agarradera.
  2. Situándose detrás de la antena, ajustar el azimut para que apunte al edificio o elemento geográfico elegido en el punto 1. Apretar un poco más la agarradera.
  3. Conectar la salida del LNB al medidor de campo, configurándolo en modo SAT, introducimos la frecuencia del transponder que contiene al “Canal Sur Andalucía” (11156 MHz) y alimentamos el LNB con 13 V por ser la polaridad del transponder vertical y como la frecuencia de este transponder (11156 MHz) es menor de 11700 Hz (Ku Baja), NO aplicamos el tono de 22 Khz. Esto se hace sólo para la banda Ku Alta que va desde 11700 – 12750 MHz.
  4. Aflojar un poco los tornillos de la elevación e ir inclinando hacia arriba la antena hasta que veamos en la pantalla del medidor de campo, en modo espectro, los diferentes transponders de los satélites en esta posición orbital.
  5. Demodular el canal y comprobar que está el servicio deseado: “canal sur Andalucía” para asegurarnos que estamos apuntando a Astra.
  6. Retocar acimut y la Elevación hasta que el VBER sea el mejor posible.
  7. Retocar polarización Polarización del LNB hasta que el canal quede más perfilado el canal (valles más profundos en sus extremos) y el VBER y MER sean los mejores posibles. Un VBER < 9E-5 y un MER >11 dB. Si no se consiguen volver a retocar un poco el acimut y la elevación.
  8. Apretar la abrazadera de acimut y tornillos de elevación (con moderación).

2.- Práctica.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica  Recepción Satélite     y  Vídeo Informe destacable curso 19 20

3.- Antena parabólica, lo que también debes saber.

A continuación se muestran las bandas y sus frecuencias usadas para emisión y recepción satelital, a nosotros nos interesa la banda Ku en recepción (Downlink) que va desde 10700 – 12500 MHz.

Fig. : Bandas y asignación de frecuencias para satélite

Ventajas de la banda Ku:

  • Se usa únicamente para satélite por lo que tiene menos interferencias de otros emisores.
  • Tamaño de antenas más pequeño  ya que se emite con mayor potencia (PIRE).

Inconvenientes:

  • Afectada por la atenuación de la lluvia y despolarización.
  • Pérdidas en la línea de transmisión de coaxial y del guía onda elevadas. Esto afecta sólo a los equipos de transmisión, en la recepción al convertir a Frecuencia Intermedia, no tenemos este problema.

Como podemos ver en la siguiente figura, la banda Ku se subdivide en baja y alta. Si el transponder  elegido en el medidor de campo pertenece a Ku Alta, debemos alimentar el LNB con 13 ó 18 Voltios según polaridad Vertical u Horizontal y con un tono de 22 KHz que hará que  se seleccione en el LNB el oscilador local de 10,6 GHz correspondiente a esta banda.

             Fig. : Espectro de frecuencia de Recepción Satélite y FI.

Los transponder de la banda DBS se emiten con una potencia superior a 100 dBw lo que hace que los platos de la parabólicas puedan ser de menor diámetro. 

4.- Glosario

 Acimut: Giro horizontal de la antena parabólica. Es lo primero que debemos fijar y con exactitud.

Elevación: Giro vertical de la antena parabólica. Dependerá del tipo de antena, una offset requiere menos grados. Una vez bien fijado el acimut, la elevación nos la determinará la aparición de los canales en la pantalla del medidor de campo colocado en modo espectro.

Polarización: Es el giro que se da al LNB para que la antena receptora en el interior del LNB quede paralela con la antena emisora ubicada en el satélite, esto asegura la máxima recepción y el máximo rechazo a los canales adyacentes de la otra polaridad.

Fig. : Ajuste de polarización del LNB.

Frecuencia del transponder: Es la frecuencia del canal que contiene los programas de TV (servicios). Está comprendida entre 10500 y 12750 MHz.

Cada satélite posee varios transponder que reciben la señal de tierra, la cambian de frecuencia y la vuelven a emitir hacia tierra. A su vez cada transponder permite enviar en torno a 10 o 15 servicios (programas de televisión) y como en la misma posición orbital se ubican varios satélites del mismo operador, se consiguen transmitir cientos de servicios para esa orientación.

Polaridad: Puede ser linear o circular. La más normal es la lineal que a su vez puede ser Vertical (V) u Horizontal (H). Esto sirve para indicar al LNB mediante una tensión si debe recibir los canales en Vertical (aplicándole 13 V) o los de Horizontal (aplicándole 18 V).

Algunos satélites emiten en polaridad circular en su banda DBS, en este caso puede ser a derechas o a izquierdas aunque es poco común este tipo de polaridad en TV en Europa. Con un LNB normal se puede recibir un transponder con polarización circular, pero se pierden 3 dB de potencia, para no perderlos se necesita un LNB de polarización circular.

Estándar: Estándar de transmisión, es el DVB-S o el más reciente DVB-S2. Los transponders con DVB-S2 tienen un ancho de banda mayor debido a que usan la modulación 8PSK (8 símbolos) la cual tiene mayor rendimiento que la QPSK (4 símbolos) usada en DVB-S.

Symbol Rate: Es la velocidad de transmisión de los símbolos en Mbps (Mega bit por segundo). Un símbolo es una agrupación (palabra) de varios bits, por ejemplo en la modulación QPSK cada símbolo posee 2 bits y en la 8PSK posee 3 bits, por lo tanto QPSK posee 22 = 4 símbolos   y 8PSK  23 = 8 símbolos.

FEC: Es el ratio de codificación, es decir, indica la cantidad de bits de la transmisión que se utilizarán para corregir errores en el receptor. Por ejemplo un FEC de 5/6 indica que de 6 bits transmitidos se usarán 5 bit de datos y 1 para corrección errores. De la corrección de errores se encargan los módulos descodificadores Reed Solomon y Viterbi integrados en los receptores de satélite.

LNB (Low Noise Block): Elemento que recibe la señal del transponder  y la baja de frecuencia (Frecuencia Intermedia) para que pueda ser distribuida mediante cable coaxial.

Estructura interna de un LNB
Fig. : Estructura interna de un LNB universal (polarización lineal)

PIRE (Potencia Isótropica Radiada Equivalente): es la suma de la potencia de emisión del satélite PS  ( en dBw) y la ganancia de la antena del satélite GS  (en dB).

Fórmula matemática
Se mide en dBw :   dBw  =  10 log  W  /  1w
El dBW toma como referencia la potencia de 1 W, por lo que 0 dBw corresponde a 1W.

Si  PIRE es menor de 30 dBw se dice que el satélite es de baja potencia y si es de más de 100 dBw se considera de alta potencia, por ejemplo los transponders de la banda DBS son de alta potencia.

5.- Conclusión

Aunque los conceptos relacionados con la recepción por satélite son muchos, orientar una antena parabólica es un proceso sencillo que sólo requiere que se sigan escrupulosamente unos pasos específicos.

En este artículo he usado el procedimiento más rápido y con menos posibilidad de error en base a mi experiencia, hay muchos más métodos, por ejemplo usando un apuntador de satélite que se puede comprar por unos 20 eu, en vez de un medidor de campo, e incluso tomando una TV como medidor, metiéndose en el menú de configuración de la misma.

Un Saludo.

LeandroGG68

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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 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 puede instalarse un descodificador adicional si la TV no es SmartTV, que se conecta entre la TV y el ONT (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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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.

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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 ésta 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 él.

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 estandarizada, 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 en 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 denominado «piloto«,  que es usado para comunicaciones entre técnicos 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 en corriente alterna; Vdc: Tensión  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 esta longitud, 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 de 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. Se puentea el par central de la roseta ubicada en el RTR (PAU), puede usarse un conector RJ45 macho  punteando los hilos 4 y 5.
    1. Se localiza el par en el registro principal ubicado en el RITI y medimos la resistencia del bucle con un polímetro en modo resistencia.
  1. 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.
    1. 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.
  1. 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.

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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 él. En cables STP y FTP es metálico y se utiliza para unirlo a tierra mediante el conector, que en este caso debe ser  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 de un conector RJ49. Se consigue reducir el ruido eléctrico dentro del cable (acoplamiento de par a par) así como fuera de este (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.

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.- Videopráctica. 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. La interferencias que recibe o emite son mínimas.

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 aisla 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.

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 más 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 Teflón 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 al 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. Varía con el tipo de material aislante y con la geometría del cable.

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, aumentando con esta. Su valor disminuye al aumentar el diámetro del cable, la sección del  vivo y la conductividad del 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. Se miden en dB, y un valor elevado de dB indica menos pérdidas.

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 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 el conector que mejor se ajuste a tus necesidades:  digikey.com

Los cables coaxiales más 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 más fino que el RG-58,  el más utilizado es el RG-174 (2,8 mm),  soporta 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 TV (CCTV), TV 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 tanto de menores pérdidas aunque en éste la frecuencia máxima es de 1GHz.

Fig. 5. Características de cables coaxiales más comunes.

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 en común lo que se ha expuesto aquí.

Aunque la fibra óptica está ganando terreno al cable coaxial, hay muchas aplicaciones  para 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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MANDO MEDIANTE SMARTPHONE DE UNA VIVIENDA CONTROLADA POR RELÉ PROGRAMABLE LOGO V8 SIEMENS.

INDICE:

1.- ¿Qué es un relé programable.

2.- Control de iluminación con Smartphone:
2.1.- Objetivo.

2.2.- Pasos a seguir.

2.2.1.- Configuración de red del Logo V8.

2.2.2.- Programación LOGO!V8 con logosoftcomfort.

2.2.3.- Manejo con smartphone servidor web LOGO!V8.

 

 

1.- ¿Qué es un relé programable?.

Es un dispositivo electrónico que permite controlar aplicaciones domésticas y para el control de sencillas automatizaciones de maquinaria industrial, pequeños procesos industriales y así como aplicaciones del sector terciario (hoteles, edificios oficiales, universidades, etc…).

Conceptualmente son similares a los autómatas programables de tipo compacto, aunque presentan ciertas ventajas e inconvenientes respecto a éstos que a continuación paso citar:

logo v8
Figura 1. Logo!V8.

    • Inconvenientes de los relés programables frente a los PLC’s:
      – La ejecución de los programas en memoria es más lenta.
      – Disponen de menor potencia de cálculo que sus hermanos mayores.
      – La conexión de módulos de ampliación (de E/S, de comunicaciones, etc), es limitada.
    • Ventajas de los relés programables frente a los PLC’s:
      – Son más económicos.
      – La mayoría de modelos tienen integrada en su parte frontal una pantalla y teclado que permite su programación y parametrización.
      – Son de fácil instalación.
      – Disponen de funciones integradas de programación de uso inmediato en instalaciones domésticas.
      – En la actualidad existen modelos con bastante capacidad de comunicación y conexión a redes Ethernet y buses domóticos (KNX-EIB).

Siemens fabrica el relé programable LOGO y actualmente en el de 8ª generación ha implementado bastantes mejoras sobre todo en el area de las comunicaciones.

2.- ¿Control de iluminación con smartphone?.

2.1.- Objetivo.

En este ejemplo vamos a configurar el Logo!V8 de Siemens para poder controlar dos puntos de luz de una vivienda. Ambos puntos de luz se pueden controlar desde el propio lugar de la vivienda accionando un pulsador, de forma centralizada accionando la tecla de cursor arriba o función «F1» del Logo V8 o bien de forma descentralizada a través del smartphone.

2.2.- Pasos a seguir.

2.2.1.- Configuración de red del Logo V8. 

Tenemos el Logo!V8 ya conexionado, accionamos la tecla  «Esc» y accedemos al                          submenú «Red» «Dirección IP»,  haciendo la  siguiente configuración:

Dirección IP: 192.168.0.1
Máscara Subred: 255.255.255.0
Pasarela: 192.168.0.0.

pantalla red

 

2.2.2.- Programación LOGO con logo! softcomfort V8.

A continuación pasamos a realizar el programa de control con el software Logo! sofcomfort V8.
Desde este enlace puedes descargar una demo:

http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/logic-module-logo/demo-software/pages/default.aspx

Realizamos el siguiente programa:

programa

La función «OR» permite el control de la función interruptor bifuncional, bien a través de los pulsadores situados en el habítáculo (I1 e I2) y también desde el propio logo en el caso de la lámpara Q1 con la tecla «cursor arriba» y para el caso de la lámpara Q4 con la tecla de «función F1».

A continuación transferimos el programa al logo!  V8:

transferencia programa

transferncia-1

 

2.2.3.- Manejo con smartphone servidor web LOGO V8.

Por último  tenemos que conectar nuestro smartphone a la red Wi-Fi del router en nuestro caso Wlan89 y en la barra de direcciones de cualquier explorador Chrome, Explorer, etc.., poner la dirección IP del Logo que en nuestro caso era 192.168.0.1 de esta forma accederemos al servidor Web del Logo mostrando la siguiente pantalla:

servidor web logo

A continuación seleccionamos el menú language Español e introducimos el Password en nuestro caso el que viene por defecto «logo».

Una vez iniciada sesión, el servidor web de LOGO! muestra toda la información de sistema del módulo base LOGO!, incluida la generación del módulo, el tipo de módulo, la versión de firmware (FW), la dirección IP y el estado del módulo.

servidor web logo_1

Por último entrando en la opción LOGO! BM o LOGO! TD accederemos a la pantalla desde la cual podemos visualizar mensajes de texto y accionar las teclas de cursor o función que nos van a permitir controlar el Logo a través del smartphone.

servidor web logo_3

Para activar la funcionalidad del cursor programado, pulse o toque la tecla ESC. Las teclas
de función siempre están activadas. A continuación, proceda del siguiente modo:
* Para activar entradas de impulso, pulse o toque la tecla de cursor o de función correspondiente.
*Para activar entradas de señal continuas de nivel alto, haga doble clic o toque dos veces la tecla de cursor o de función correspondiente.
*Para desactivar la tecla de cursor o de función programada, pulse o toque la tecla ESC de nuevo.

 

AUTOR:

Francisco Sánchez Lucas

Profesor del Dpto. de Automática y Robótica – SALESIANOS – CARTAGENA

Colaborador de EL CAJÓN DEL ELECTRÓNICO

Revisión técnica: 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.

————– + ————-

1.- Fibra óptica, ¿qué es?

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

El 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.

Fig. 1. Constitución de una fibra óptica

2.- Vídeo Prácticas.

2.1.- Fundamentos de la fibra óptica.

Vídeo donde se muestran 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 se muestra 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, se producirá reflexión total y viajará por el núcleo sin apenas pérdidas.

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 (ángulo de aceptación).

 

3.2.- Tipos de fibra óptica.

El tipo de fibra queda determinado por los diámetros 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 aprecian algunas 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, OM4 sería la de mayor ancho de banda modal.

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  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

El diámetro del campo modal es un poco superior al diámetro del núcleo ya que parte de la luz viaja también por la zona  del revestimiento próxima al núcleo, este valor interesa que sea lo menor posible ya que un valor alto hará que aumenten mucho las pérdidas con las macrocurvaturas. Al fusionar dos fibras deben tener el mismo diámetro de campo modal para que se minimicen las pérdidas.

 3.3.- Pérdidas de señal en fibra óptica

pérdidas en fibra óptica

Figura 9. Pérdidas en fibra óptica

Dispersión.

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

Dentro de estas pérdidas tenemos

  • Pérdidas por dispersión de Rayleigh.
  • 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.

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.

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.

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 que soporta 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), tiene la ventaja emitir luz con un ancho de banda  más estrecho (menos modos de luz), se usa fundamentalmente en fibras monomodo o multimodo en 2ª ventana.

Fuentes de luz para fibra óptica

Figura 10. Fuentes de luz para fibra óptica

 

Glosario

Índice de refracción (n): es la proporción entre la velocidad de la 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  indica que la luz viaja más lenta en ese material.

El índice de refracción para el núcleo es normalmente  de 1,47,  mientras que para el revestimiento suele ser de 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 2011 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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RADIO FM


Indice:

1.-Radio FM, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio FM.

3.- Radio FM, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- Radio FM, ¿qué es?

Un receptor de radio FM o Frecuencia Modulada es un equipo electrónico que permite sintonizar canales de radiofrecuencia (RF) para posteriormente obtener la información contenida en los mismos (proceso de demodulación¹). El sonido o señal moduladora¹, hace que varíe en frecuencia una señal  llamada  portadora¹, a esta señal portadora que varía en frecuencia al son de la señal moduladora, se le llama señal modulada¹ y es la que se transmite y recibe por la antena.

modulacion fm
Figura 1: Modulación en Frecuencia.

Se puede observar en la figura 1 las diferencias entre una señal Modulada en Amplitud (AM) y otra Modulada en Frecuencia (FM), en esta última la amplitud de la portadora se mantiene constante y lo que varía es su frecuencia (ensanchamiento y estrechamiento de la onda).

Al aumentar la amplitud (volumen) de la señal moduladora (sonido), aumenta la frecuencia de la señal portadora. Como la información transmitida (sonido) no depende de la amplitud de la portadora hace que este tipo de modulación sea inmune al ruido electromagnético.

En la figura 2 podemos ver el ancho de banda de tres canales en una emisión de FM comercial¹. La portadora está centrada en el dial de la emisora correspondiente, aumentado y disminuyendo su frecuencia 75 KHz respecto a la frecuencia central 91,9 MHz.

Se dejan 25 KHz a ambos lados de la banda como guarda para no invadir el canal adyacente.

Ancho de banda radio FM
Figura 2: Ancho de banda de un canal de radio FM comercial.

 

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio FM

VideoPráctica en la que se utilizan dos emisores de FM: un generador de RF PROMAX AM/FM -213B y un emisor portátil Belkin Tune Cast 3. La señal es captada por un receptor de FM doméstico y un dispositivo de Radio Definida por Software (SDR) conectado al ordenador que nos permite analizar con precisión el espectro de la señal modulada en FM

Mediante un medidor de campo TELEVES H45 se completa el estudio de la señal emitida.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones.

Enlace a  Práctica  Modulación en Frecuencia (FM)  «.

3.-  Radio FM, lo que también debes saber.

El esquema de bloques básico de una radio FM dependerá de si es tipo homodino o superheterodino, estas estructuras  se explicaron en este artículo : Receptor AM

Todo lo explicado en el artículo anterior es aplicable a la radio FM con la salvedad de que el funcionamiento del detector es distinto, pues se debe obtener la información de los cambios de frecuencia de la portadora y no de los cambios de amplitud como en AM.

Si quieres profundizar un poco más, en el siguiente vídeo (minuto 5′ 17″), utilizo un medidor de espectro basado en un dispositivo SDR muy económico para analizar la señal modulada en FM emitida por un micrófono inalámbrico profesional.

La modulación en FM tiene el inconveniente frente a la de AM de que consume mucho ancho de banda en su transmisión. Como podemos observar en la siguiente figura si la moduladora es  una onda senoidal de frecuencia fm  y  la portadora  tiene la frecuencia  fc , aparecen infinitas portadoras a ambos lados de la principal ( fc ), cuyo valor de tensión va en decremento conforme se alejan. Estas portadoras serán bandas laterales en el caso de que la moduladora sea un banda de frecuencia, que será lo habitual.

Fig.3 : Espectro de una señal de FM (www.coimbraweb.com)

 

La amplitud de las portadoras Jn(x) depende del índice de modulación1 aplicado y puede conocerse en base a las funciones de Bessel  (fig. 4). Por ejemplo la curva correspondiente a Jrepresenta como varía la amplitud de la portadora central con el índice de modulación. Podemos observar como los dos primeros nulos los tiene para los índices de modulación de 2,4 y 5,5.

 

Fig.4 : Funciones de Bessel.

Debido a que las bandas laterales que aparecen son infinitas, se pone un límite a este ancho de banda aplicando la regla de CARSON :

B = 2 (Δf + fm)

B: ancho de banda

Δf: desviación máxima de frecuencia de la portadora

fm: frecuencia máxima de la moduladora

Como ejemplo, para un canal de FM comercial  B= 2(75 khz + 15 khz) = 180 khz. Esto sería para transmitir un 98 % de la potencia generada en la modulación, prácticamente en FM comercial se prefiere limitar el ancho de banda un poco, a 150 khz, para así dejar unas bandas de guarda un poco mayores entre canales, de 25 khz.

En la fig. 5  se exponen  todos los parámetros que intervienen en la formulación de la ecuación de la onda modulada en FM.

Fig. 5: Ecuación de la señal de FM (www.coimbraweb.com)

 

En España, en torno al  año 2000  se apostó por la emisión de radio digital DAB¹, pero no se ha conseguido implantar masivamente, actualmente son pocas las comunidades autónomas  que están emitiendo en DAB.

El problema es que los receptores de radio digital no han bajado de precio frente a los de FM analógica; un receptor DAB portátil cuesta en torno a 50 euros, lo que ha llevado a que el consumidor se siga decantando por la radio FM analógica. En España tampoco se ha establecido fecha de apagón para la radio FM, por lo que seguirá estando presente durante bastantes años más.

Glosario

Banda de FM Comercial: es la denominada banda II ( de VHF), cubre  desde 87,5 a 108 MHz y es utilizada para emisoras de radio FM analógica.

Señal moduladora: Es el sonido o información que queremos transmitir. Su frecuencia es baja, de 20 a 20000 Hz.

Señal Portadora: Es una onda de forma senoidal (sinusoide) de frecuencia elevada usada para   variar su frecuencia al son de la señal moduladora.

Señal modulada:  Resultado de la mezcla de la señal moduladora y la señal portadora. Es lo que emite y recibe la antena, contiene por tanto la señal portadora modulada en frecuencia por la señal moduladora.

Demodulador: Circuito electrónico encargado de extraer la información (señal moduladora) de la portadora.

DAB:  Son las siglas de Digital Audio Broadcasting, en definitiva una radio digital creada con la intención de sustituir a la radio FM. En España se emite en banda III (VHF) desde 195 a 223 MHz y en banda L (UHF) desde 1450 a 1468 MHz, con canales de 1,536 Mhz, utiliza modulación QPSK (modulación digital en fase) y usa el sistema de transmisión COFDM (sistema multiportadora), el mismo que para TDT.

Sus ventajas principales frente a la emisión radio FM son:

  • Transmisión de más canales en el mismo ancho de banda.
  • Transmisión de datos adicionales (como en el RDS actual de radio FM).
  • Sintonizar una emisora y poder viajar por todo el país sin cambiar de sintonía.
  • Menos pérdidas de señal que en la radio FM: con solo 9 dB de relación señal/ruido ya se sintoniza ( en radio FM se necesitan del orden de 50 para que se escuche con calidad). Esto es debido a la robustez de la modulación QPSK con sistema multiportadora COFDM.

Indice de modulación máximo en FM o relación de desviación:

índice de modulación max  =  desviación max frecuencia de  portadora  /  frecuencia max de moduladora

Cuando es menor de π / 2 se dice que la modulación es de banda angosta o estrecha y cuando es mayor de este valor se dice que es una modulación de banda ancha.

Por ejemplo, en FM comercial tenemos un desviación de la portadora de 75 kHz y un frecuencia máxima de la moduladora de 15 kHz.

Índice de modulación  =  75 / 15  = 5  como es mayor que π / 2, este tipo de modulación es FM de banda ancha, por tanto cuando el índice de modulación sea 5 para una emisión en radio FM comercial se dice que el porcentaje de modulación es del 100%, si el índice de modulación fuera menor, se puede calcular el porcentaje de modulación con una simple regla de tres.

4.- Conclusión

Todas las transmisiones que radio  que requieran calidad utilizarán modulación en FM, un ejemplo lo tenemos en los micrófonos inalámbricos los cuales usan actualmente frecuencias en la banda de UHF, con anchos de banda relativamente estrechos (unos 40 KHz), pensad que el ancho de banda que se usa actualmente en una en una transmisión de FM comercial es de 150 KHz.

Desde la ley de ICT 2003, se instala en todos los edificios una antena para FM y otra para DAB con su correspondiente electrónica de amplificación, aunque la verdad es que la instalación de DAB no se está utilizando casi en ningún sitio.

Por último, decir que la modulación en FM genera infinitas bandas laterales equidistantes a ambos lados de la frecuencia de la portadora que van disminuyendo de amplitud según se alejan de esta, lo que obliga a colocar un filtro paso banda a la señal que se envía a la antena para evitar la interferencia en canales adyacentes.

Bueno, este tema da para un libro, me he intentado hacerlo accesible a nivel básico a cualquier persona, espero haberlo conseguido :).

Un Saludo.

leandrogg68

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