Fundamentos y Aplicaciones de Fibra Óptica y Cables Coaxiales en Telecomunicaciones

Evaluación de Conocimientos en Medios de Transmisión: Fibra Óptica y Cables Coaxiales

I. Preguntas de Opción Múltiple

A continuación, seleccione la respuesta correcta para cada pregunta. Las respuestas resaltadas en amarillo corresponden a las soluciones propuestas en el documento original.

1. Índices de Refracción en Fibra Óptica

Si en una fibra óptica se tienen los índices de refracción n1 = 1.45 y n2 = 1.47, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

• n1 corresponde al índice de refracción del revestimiento y n2 al del núcleo.

Explicación: Para que la luz se propague por reflexión interna total, el índice de refracción del núcleo (n2) debe ser mayor que el del revestimiento (n1). En este caso, 1.47 (n2) es mayor que 1.45 (n1), lo cual es consistente con n2 siendo el núcleo y n1 el revestimiento.

2. Dimensiones Comunes de Fibra Óptica Multimodo

¿Cuáles son las dimensiones comunes para una fibra óptica multimodo?

• De 50 a 62.5 µm para el núcleo, 125 µm para el revestimiento y 250 o 900 µm para el recubrimiento.

Nota: La pregunta original usaba "modalidades", que se ha corregido a "dimensiones" para mayor precisión.

3. Identificación de Afirmación Incorrecta

Indique la respuesta incorrecta:

• Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.

4. Cables Coaxiales Rígidos y Presurización

Indique la respuesta correcta sobre los cables coaxiales rígidos:

• Soportan más potencia cuando se les presuriza y sus pérdidas disminuyen.

Corrección: La presurización con aire seco o nitrógeno en cables coaxiales rígidos mejora sus propiedades dieléctricas, lo que permite manejar mayor potencia y reduce las pérdidas por atenuación.

5. Cálculo de Pérdidas en Cable Coaxial

Si las pérdidas de un cable coaxial LMR-200 son de 29.6 dB/100m a 750 MHz, y tenemos una línea de 23 metros, ¿cuáles son las pérdidas totales de esa línea?

• 6.8 dB

Cálculo:

• Pérdidas por metro: 29.6 dB / 100 m = 0.296 dB/m
• Longitud del cable: 23 m
• Pérdidas totales: 0.296 dB/m × 23 m = 6.8 dB

6. Espectro de Comunicaciones Ópticas

¿En qué zona del espectro electromagnético se encuentran las comunicaciones ópticas?

• Ninguna de las anteriores.

Explicación: Las comunicaciones ópticas se sitúan principalmente en el espectro infrarrojo cercano, fuera del rango visible y ultravioleta.

II. Ejercicios a Desarrollar (7 PUNTOS)

7. Partes de un Cable Coaxial (2 PUNTOS)

Indique las 5 partes principales de un cable coaxial:

• Núcleo (Conductor Central)
• Dieléctrico
• Blindaje (Pantalla)
• Malla (Trenza o Conductor Exterior)
• Cubierta (Revestimiento Exterior)

Nota: La imagen asociada a esta pregunta no se ha proporcionado, pero se mantiene el marcador.

8. Ventajas y Desventajas de la Fibra Óptica (1 PUNTO)

Indique, al menos, 5 ventajas y 5 inconvenientes de la fibra óptica como medio de transmisión guiado.

Ventajas de la Fibra Óptica:

• Mayor ancho de banda
• Menor atenuación (pérdidas de señal)
• Inmunidad a interferencias electromagnéticas (EMI)
• Mayor seguridad (no emite señales electromagnéticas, difícil de interceptar)
• Ligera y flexible
• Mayor distancia de transmisión sin repetidores

Inconvenientes de la Fibra Óptica:

• Mayor costo inicial de instalación y equipos
• Fragilidad del núcleo de vidrio (requiere cuidado en la manipulación)
• Requiere equipos especializados para su instalación y empalmes
• Menor disponibilidad de técnicos capacitados para su manejo
• Dificultad en la reparación y diagnóstico de fallos
• Sensibilidad a la curvatura excesiva

III. Cuestiones Específicas sobre Cables Coaxiales

9. Impedancia Característica de Cables Coaxiales

Conteste a las siguientes cuestiones:

1. ¿Qué impedancia característica tiene un cable RG-58 a una frecuencia de 2.4 GHz? 50 Ω
2. ¿Y un cable RG-59 para la misma frecuencia? 75 Ω
3. Si disminuimos la frecuencia a 750 MHz, ¿cuál será ahora la impedancia de cada cable? 

Respuesta: La impedancia característica de un cable coaxial (como RG-58 o RG-59) es una propiedad inherente a su diseño físico (diámetro del conductor central, diámetro del dieléctrico y constante dieléctrica del material) y es prácticamente independiente de la frecuencia en su rango de operación normal.

• RG-58: Sigue siendo 50 Ω
• RG-59: Sigue siendo 75 Ω

10. Cables Coaxiales Semirrígidos

Acerca de los cables coaxiales semirrígidos:

1. ¿En qué unidades se suelen medir?

Se miden comúnmente en pulgadas o milímetros (mm), refiriéndose a su diámetro exterior.

2. ¿Qué diferencia hay entre los dos tipos más utilizados?

La principal diferencia entre los tipos más utilizados de cables semirrígidos radica en el material del dieléctrico. Los más comunes son:

• Con dieléctrico de PTFE sólido (politetrafluoroetileno), que ofrece excelente estabilidad y rendimiento a altas frecuencias.
• Con dieléctrico de PTFE aireado o de baja densidad, que reduce las pérdidas y mejora la velocidad de propagación, aunque puede ser ligeramente menos robusto mecánicamente.

Nota: La sugerencia original "sospecho que en realidad es rígido y semirigido" se ha corregido, ya que la pregunta se refiere a diferencias dentro de la categoría de cables semirrígidos.

3. ¿Qué denominación reciben comúnmente estas dos series de cables según el fabricante RFS? 

Las denominaciones SCF y LCF son series de cables coaxiales flexibles corrugados de RFS (Cellflex y LCF - Low Loss Cellflex), no cables semirrígidos. Los cables semirrígidos suelen denominarse por su diámetro en pulgadas (ej. .086", .141", .250") o por series específicas de fabricantes para aplicaciones de microondas (ej. SUCOFORM de Huber+Suhner).

IV. Aplicaciones y Características de Cables

11. Asociación de Aplicación con Tipo de Cable (0.75 PUNTOS)

Una con flechas cada aplicación con el cable que se debería utilizar:

Nota: Se ha corregido "RG-50" a "RG-6 o RG-11" y "campo" a "punto de distribución" para mayor claridad y precisión técnica.

12. Características de Tipos de Fibra Óptica (1.5 PUNTOS)

Rellene la siguiente tabla sobre las características de los tipos de fibra óptica: