Fundamentos de Medios de Transmisión en Electricidad y Redes

Medios de Transmisión en Electricidad y Redes

Cableado Metálico

En el ámbito de la transmisión de señales eléctricas, es fundamental comprender cómo los diferentes medios interactúan con la corriente. A continuación, se detallan conceptos clave:

Ley de Ohm

Todos los medios oponen una resistencia al paso de una corriente eléctrica, definida por la siguiente relación:

• R: Resistencia eléctrica, se mide en ohmios (Ω).
• V: Diferencia de potencial entre los extremos, se mide en voltios (V). Puede equivaler a la diferencia de energía entre los dos extremos de la resistencia.
• I: Intensidad de la corriente, se mide en amperios (A). Es una medida de la cantidad de corriente que pasa por la resistencia.

Impedancia

La impedancia es la resistencia de un circuito que depende de la frecuencia de la señal. Una señal solo debe transmitirse en un medio que tenga su impedancia adaptada a la transmisión. De lo contrario, la señal se atenúa o se distorsiona.

Fuentes de Ruido

Las fuentes de ruido más comunes corresponden a la distorsión producida por la mala colocación de cables o conectores. Otra fuente de ruido es la interferencia producida por otras señales, la cual se evita mediante el apantallamiento de los cables.

Es crucial nunca sobrepasar la distancia máxima soportada por el cableado ni emplear medios de baja calidad, ya que esto aumenta significativamente la atenuación de la señal.

Tipos de Cables

Pares Trenzados

Consisten en un conjunto de hilos dispuestos por pares, que se van trenzando. Los pares van trenzados con un paso de rosca constante para reducir la interferencia electromagnética.

Hay dos tipos principales:

• UTP (Unshielded Twisted Pair): Los cables van trenzados sin más, dentro de una funda de plástico. Son comunes en redes Ethernet.
• STP (Shielded Twisted Pair): Los cables van trenzados, pero existe una pantalla metálica entre la funda de plástico y los pares de hilos trenzados. La pantalla sirve para impedir que las señales que viajan por los cables se interfieran con otras externas, ofreciendo mayor protección contra el ruido.

Cable Coaxial

En el cable coaxial, el par de hilos se dispone de forma que uno está dentro del otro (conductor central y malla exterior). Así se transmite la señal y se apantalla el cable, todo en uno.

Este tipo de cable está crecientemente en desuso para las redes de datos al ser más caro y más delicado que los de pares trenzados. La topología de red asociada tradicionalmente con este cable es de tipo BUS.

Fibra Óptica

La fibra óptica es una técnica avanzada para enviar señales luminosas a través de un medio transparente, aprovechando el principio de la refracción.

Refracción y Reflexión Total Interna

La luz cambia de dirección (se refracta) cuando cambia de medio. Existe un ángulo, denominado ángulo crítico, a partir del cual la reflexión es total. Si la luz incide con un ángulo mayor al crítico, se refleja completamente dentro del medio, permitiendo su transmisión por largas distancias con mínima pérdida.

Propiedades de la Fibra Óptica

• El núcleo y el revestimiento de la fibra son transparentes.
• La luz viaja por el núcleo de la fibra, reflejándose en la interfaz con la capa de revestimiento.
• La señal transmitida consiste en pulsos de luz. Es posible transmitir varias señales simultáneamente mediante multiplexación por frecuencia.

Fuentes de Luz para Fibra Óptica

• Láser

  Fuente de luz de una sola longitud de onda (monocromática). Es más indicado para grandes distancias y altas velocidades de transmisión.

  Existen dos tipos principales:

  • Monomodo: Utiliza un solo camino de luz, ideal para distancias muy largas.
  • Multimodo: Permite múltiples caminos de luz, adecuado para distancias más cortas.

• LED (Diodo Emisor de Luz)

  Técnica similar a la del láser semiconductor, pero la luz que genera no tiene una única longitud de onda (es policromática). Se utiliza generalmente para distancias más cortas y velocidades de transmisión menores.