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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Comunicaciones Ópticas

CONSULTA: Medios Guiados, no Guiados y Ecuaciones de Maxwell NOMBRE: Jefferson Rodríguez

Sangolquí, 28 de Octubre del 2014

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADO Cable UTP Cable UTP - Par trenzado sin blindaje: Utilizado en puntos de datos y voz. Rango de frecuencia para datos, voz (100Hz a 5MHz). Un cable par trenzado está formado por dos conductores de cobre, cada uno con un aislamiento de plástico de color. El aislamiento de plástico tiene un color asignado a cada banda para su identificación. Los colores se usan tanto para identificar los hilos específicos de un cable como para indicar qué cables pertenecen a un par y cómo se relacionan con los otros pares de un manojo de cables.

Cable STP Cable STP - par trenzado blindado: El cable STP tiene una funda de metal o un recubrimiento de malla entrelazada que rodea cada par de conductores aislados. la carcasa de metal evita que penetre ruido electromagnético. También elimina un fenómeno denominado interferencia, que es un efecto indeseado de un circuito (o canal) sobre otro circuito (o canal).

Cable Coaxial Transporta señal con un rango de frecuencia más alto que los cables de par trenzado (100KHz a 500MHz), debido a que ambos medios están construidos de forma. El cable coaxial tiene un núcleo (conductor central formado por un hilo sólido o enfilado de cobre), recubierto por un aislante de material dieléctrico, luego sigue la malla de blindaje que es una cubierta metálica exterior y sirve como blindaje contra el ruido y finalmente le sigue una cubierta de plástico forro exterior que actúa de escudo aislante y protección.  

Alambre de cobre formado por núcleo y malla. Buena combinación de ancho de banda e inmunidad al ruido.

Existen dos clases de cable coaxial  

Cable de 50 ohm: digital Cable de 75 ohm: analógico

Se usa para televisión, telefonía a gran distancia, LAN, etc.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOS Radiotransmisión Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias largas y penetrar edificios sin problemas, se utiliza mucho en la comunicación, tanto en interiores como en exteriores. Las ondas de radio también son omnidireccionales, lo que significan que viajan en todas las direcciones

desde la fuente, por lo que el transmisor y el receptor no tienen que alinearse con cuidado físicamente.

Transmisión por microondas Por encima de los 100 MHz las ondas viajan en línea recta y, por tanto, se pueden enfocar en un haz estrecho. Concentrar la energía en un haz pequeño con una antena parabólica (como el tan familiar plato de televisión satélite) produce una señal mucho más alta en relación con el ruido, pero las antenas transmisoras y receptoras deben estar muy bien alineadas entre sí.

Ondas infrarrojas y milimétricas Se usan mucho para la comunicación de corto alcance. Todos los controles remotos de los televisores, grabadoras de video y estéreos utilizan comunicación infrarroja. Estos controles son relativamente direccionales, baratos y fáciles de construir, pero tienen un inconveniente importante que no atraviesan los objetos sólidos.

Transmisión por ondas de luz (rayo láser) Este esquema ofrece un ancho de banda muy alto y un costo muy bajo. También es relativamente fácil de instalar. Una desventaja es que los rayos láser no pueden penetrar la lluvia ni la niebla densa, pero normalmente funciona bien en días soleados.

Satélite Las transmisiones vía satélites se parecen mucho más a las transmisiones con microondas por visión directa en la que las estaciones son satélites que están orbitando la tierra. El principio es el mismo que con las microondas terrestres, excepto que hay un satélite actuando como una antena súper alta y como repetidor. Aunque las señales que se transmiten vía satélite tienen que viajar en línea recta, las limitaciones impuestas sobre la distancia por la curvatura de la tierra son muy reducidas.

ECUACIONES DE MAXWELL Las Ecuaciones de Maxwell surgen de la teoría electromagnética y son el resumen esta teoría desde un punto de vista macroscópico. Esas ecuaciones tienen la forma más general:

Y son, por tanto, un total de ocho ecuaciones escalares (tres para cada uno de los rotacionales de los campos eléctrico y magnético y una para las divergencias).

Parámetros presentes Los parámetros que intervienen en la formulación de las ecuaciones de Maxwell son los siguientes: - Campo eléctrico existente en el espacio, creado por las cargas. - Campo dieléctrico que resume los efectos eléctricos de la materia. - Campo magnético existente en el espacio, creado por las corrientes. - Campo magnético que resume los efectos magnéticos de la materia. - Densidad de cargas existentes en el espacio. - Densidad de corriente, mide el flujo de cargas por unidad de tiempo y superficie. - Permitividad eléctrica, característica de los materiales dieléctricos. - Permeabilidad magnética, característica de los materiales paramagnéticos.

Significado físico Cuando Maxwell resumió la teoría electromagnética de su época en sus ecuaciones escribió las siguientes ecuaciones:

Y no es nada más que la ley de Gauss, que se reduce a la ley de Coulomb para cargas puntuales.

Que no tiene nombre y expresa la inexistencia de monopolos magnéticos en la naturaleza, es decir, esta es la explicación de que al romper un imán obtengamos dos imanes, y no dos medioimanes.

Y es la expresión diferencial de la ley de Faraday.

La cual es la ley de Ampère. Sin embargo encontró que esta última ecuación, juntamente con la ley de Faraday conducía a un resultado que violaba el principio de conservación de la carga, con lo cual decidió modificarla para que no violase este principio dándole la forma

Y que ahora se conoce como ley de Ampère modificada. El término introducido recibe el nombre de corriente de desplazamiento. Sin embargo estas ocho ecuaciones no son suficientes para resumir todo el conocimiento de la electrodinámica clásica, nos hace falta una ecuación más, esa es la expresión de la fuerza de Lorentz: