PROYECTO FINAL (ANTENA WI-FI)

Una de las tecnologías más extendidas de los últimos tiempos, y que con mayor ímpetu y velocidad va incorporándose a nuestra vida cotidiana sin duda alguna es la llamada WI-Fi, la cual nos permite interconectar diferentes clases de dispositivos entre ellos sin necesidad de cables o que los mismos queden fijos en un lugar. En este artículo conoceremos un poco más de cerca este concepto para interiorizarnos de los que nos puede ofrecer.

Introducción

Básicamente, los enlaces inalámbricos Wi-Fi son una metodología de conexión que nos permite interconectar dispositivos y acceder a Internet sin necesidad de usar cables ni complicadas configuraciones, permitiendo una movilidad y simpleza de uso sin precedentes en la historia de la informática.

En la actualidad, es casi una obligación que los dispositivos nuevos que salen al mercado ofrezcan una conexión de este tipo, es por ello que podemos encontrar reproductores de Blu-Ray o DVD y equipos de entretenimiento doméstico tales como consolas, teléfonos inteligentes , tablets o smartphones, además de las computadoras portátiles o de escritorio y muchos otros.

La posibilidad que la conexión de tipo inalámbrica Wi-Fi les brinda a todos estos aparatos les otorga una flexibilidad sin límites para ser conectados, dando lugar a incluso otras tecnologías nacidas de este concepto, tales como los SmartTV.

Es increíble lo que una conexión a Internet o a otros dispositivos mediante WI-Fi  le puede añadir a un simple reproductor de medios, basta con ver algunos de los nuevos modelos salidos al mercado recientemente para darse cuenta de las posibilidades que nos ofrece.

 

 

Datos técnicos

La tecnología Wi-Fi está basada en la norma IEEE 802.11, sin embargo, eso no quiere decir que todo producto que trabaje con estas especificaciones sea Wi-Fi. Para que un determinado producto reciba un sello con esta marca, es necesario que sea evaluado y certificado por Wi-Fi Alliance. Esta es una forma de garantizarle al usuario que todos los productos con el sello Wi-Fi Certified siguen las normas de funcionalidad que garantizan la compatibilidad entre sí. Sin embargo, eso no significa que los dispositivos que no tengan el sello no funcionen con dispositivos que lo tengan (pero, es preferible optar por productos certificados para evitar problemas). La base del Wi-Fi está en la norma 802.11. A continuación te explicamos este tema.

La norma 802.11

La norma 802.11 establece normas para la creación y para el uso de redes inalámbricas. La transmisión de esta red es realizada por señales de radiofrecuencia, que se propagan por el aire y pueden cubrir áreas de centenares de metros cuadrados. Como existen incontables servicios que pueden utilizar señales de radio, es necesario que cada uno opere de acuerdo con las exigencias establecidas por el gobierno de cada país.Esta es una manera de evitar problemas, especialmente con las interferencias..

 

 

Hay, sin embargo, algunos segmentos de frecuencia que pueden ser usados sin necesidad de la aprobación directa de entidades apropiadas de cada gobierno: las franjas ISM (Industrial, Scientific and Medical), que pueden operar, entre otros, con los siguientes intervalos: 902 MHz – 928 MHz; 2,4 GHz – 2,485 GHz y 5,15 GHz – 5,825 GHz (dependiendo del país, estos límites pueden variar). Las dos últimas franjas son las que utiliza el Wi-Fi, sin embargo, tal característica puede variar conforme la versión de la norma 802.11.

Es bueno saber que, para que una red de este tipo sea establecida, es necesario que los dispositivos (también llamados STA – de «station») se conecten a dispositivos que suministran el acceso.

 

 

Estos son genéricamente denominados Access Point (AP). Cuando uno o más STA se conectan a un AP, se obtiene, por lo tanto, una red, que es denominadaBasic Service Set (BSS). Por cuestiones de seguridad y por la posibilidad de existir más de un BBS en un determinado local (por ejemplo, dos redes inalámbricas creadas por empresas diferentes en una área de eventos), es importante que cada uno reciba una identificación denominada Service Set Identifier (SSID), un conjunto de caracteres que, después de definido, es insertado en cada paquete de datos de la red. En otras palabras, el SSID no es más que el nombre dado a cada red inalámbrica.

GUÍA DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Guías de Ondas

Por encima de los 2 GHz, la longitud de onda es lo suficientemente corta como para permitir una transferencia de energía práctica y eficiente por diferentes medios. Una guía de onda es un tubo conductor a través del cual se transmite la energía en la forma de ondas electromagnéticas. El tubo actúa como un contenedor que confina las ondas en un espacio cerrado. El efecto de Faraday atrapa cualquier campo electromagnético fuera de la guía. Los campos electromagnéticos son propagados a través de la guía deonda por medio de reflexiones en sus paredes internas, que son consideradas perfectamente conductoras. La intensidad de los campos es máxima en el centro a lo largo de la dimensión X, y debe disminuir a cero al llegar a las paredes, porque la existencia de cualquier campo paralelo a las mismas en su superficie causaría una corriente infinita en un conductor perfecto. Las guías de ondas, por supuesto, no pueden transportar la RF de esta forma.

En la siguiente figura pueden verse las dimensiones X, Y, y Z de una guía de ondas rectangular:

Parece evidente que, en cualquier situación realista en al que se quieran estudiar los campos dependientes del tiempo. Deben existir límites o paredes en la región bajo análisis. En estos casos la solución para los campos en el medio no podrán ser, en general, ondas planas uniformes de extensión infinita, ya que, además de satisfacer las ecuaciones de Maxwell, deben cumplir las condiciones de frontera en los límites de la región que se considera. En este caso capítulo, avanzando un paso más en el grado de confinamiento de los campos respecto a las situaciones que se vieron en el capitulo anterior (con la presencia de medios semiinfinitos), se van a estudiar las guías de onda. Una guía de onda puede ser electromagnética. El medio dieléctrico en el que esta propagación se produce esta limitado, ya sea por un material conductor (para microondas y radiofrecuencia), ya sea por otro dieléctrico (para frecuencias ópticas). Desde el punto de vista geométrico las formas mas comunes, aunque no únicas, de guías de onda tienen secciones rectangulares o cilíndricas.

Sin embargo, una guía de ondas difiere de una línea de transmisión en algún aspecto, aunque podemos considerar a esta última como un caso especial de la primera. En primer lugar, una línea de transmisión solo puede soportar una onda electromagnética transversal (EMT), mientras que una guía de ondas puede soportar muchas configuraciones posibles de un campo. En segundo lugar, a las frecuencias de microondas (aproximadamente 3–300 GHz), las líneas de transmisión se vuelven ineficientes debido al efecto peculiar y a las perdidas dieléctricas; las guías de ondas se emplean en esa región de frecuencias para obtener mayor ancho de banda y menor atenuación de señal. Por otra parte, una línea de transmisión puede operar desde cd ( f=0 ) hasta frecuencias muy altas; una guía de ondas solo puede operar por encima de cierta frecuencia a la que se le llama frecuencia de corte y, por lo tanto, actúa como un filtro pasaaltas. Así pues, las guías de oda no pueden transmitir cd, y se vuelven excesivamente grandes a frecuencias inferiores a las de los microondas.

EJERCICIOS DE FIBRA OPTICA

 

 

ejercicios de fibras

LINEAS DE CINTA Y MICROCINTA

INTRODUCCIÓN
Las líneas de cinta y microcinta son una versión modificada de las placas paralelas. Debido a su geometría, ocasionalmente se les llama Líneas Planas. Sus cortes transversales respectivos están mostrados en la figura 1, como puede verse la microcinta o microlinea se parece mas a las placas paralelas que la línea de cinta o triplaca; más bien, esta última podría considerarse también como una variante semiplanar del cable coaxial, ya que tiene un conductor interno. Sea cual sea la analogía o interpretación que se elija, se intuye que ambas líneas transmiten ondas que son Casi  TEM.

Microcintas

Línea de transmisión constituida por una cinta conductora y una superficie conductora paralela de anchura muy superior; estos dos conductores son solidarios de las dos caras de un soporte dieléctrico de pequeño espesor.

La líneas de microcintas son ampliamente usadas para interconectar circuitos lógicos de alta velocidad en las computadoras digitales porque estas pueden ser fabricadas por técnicas automatizadas y ello proporciona una señal uniforme en toda la trayectoria.

La impedancia de una línea de microcinta está en función del ancho de la línea de cinta, el espesor de la línea de cinta, la distancia entre la línea y área de tierra, y la constante relativa del dieléctrico del material.
Una línea conductora muy ancha funciona como plano de tierra y sobre ella se coloca un sustrato dieléctrico de permitividad “ε” y espesor b. sobre el sustrato hay una cinta de señal de espesor “t” y ancho “w”.
La impedancia característica de la línea es de difícil cálculo debido al campo disperso fuera de la región entre los conductores. De igual forma con las líneas de cinta se desprecia el espesor “t” de la cinta de señal.
Sea εeff =εr+12 + εr-12 11+1 2b/w+0.041-wb.2 entonces:
Si w/b≤1 → Z0≈ η02π√εeff ln8bw+w4b
Si w/b≥1 → Z0 ≈ η0√εeff 1wb+1.93+0.667 ln(wb+1.444)
La velocidad de propagación y la longitud de onda en la línea se obtienen de la sig. Expresiones:
V= c/ √εeff y λ=λ0/√εeff
Donde c es la velocidad de la luz y λ0 la longitud de onda en el vacio.
Las atenuaciones debidas a las perdidas óhmicas en los conductores y dieléctricos son (en dB/m):
αc≅ 8.686RswZ0 αc≅ 27.3 (εeff-1)εr(εr-1)εeff tanθλ
donde λ= v/f es la longitud de onda en la línea y tanθ=σ/ωε es la tangente de pérdidas del sustrato, la constante de atenuación es la suma αc+αd.
Otras ecuaciones de interés son las del diseño de líneas de microcinta: dado el material de sustrato y la impedancia característica deseada, determinar w/b:

w/b ≤2 → wb = 8eAe2A-2 con A= Z060 εr+12 + εr-1εr+1(0.23+0.61/εr)
w/b ≥2 → wb =2πB-1-ln2B-1+εr-12εr lnB-1+ 0.39-0.61/εr.
Con B= 377π2Z0√εr

Para construir un circuito en microcinta, a menudo es necesario para el camino de una tira a su vez a través de un gran ángulo. Una brusca curva de 90º en una microcinta ara que una parte significativa de la señal en la franja se refleja de vuelta hacia su fuente, con solo una parte de señal transmitida en una vuelta de la esquina. Una de las maneras de efectuar una curva de baja reflexión, es la curva de la trayectoria de banda en un arco de radio de por lo menos 3 veces el ancho de bandas. Sin embargo una técnica mucho más común, y uno que consume un área más pequeña del sustrato es el uso de una curva mitrado.

EMPALMES MECÁNICOS DE FIBRA ÓPTICA

EMPALME DE FIBRA OPTICA

COMO TRANSMITE LA FIBRA OPTICA

FIBRA OPTICA

Introducción

•La Fibra óptica está compuesta de filamentos de fibra de vidrio de alta pureza, que transmite señales de luz y cuyo grosor es similar al de un cabello humano.

•La fibra óptica se fabrica a base de silicio a altas temperaturas y físicamente es de forma cilíndrica, tiene un núcleo, recubrimiento y cubierta exterior. Tiene entre 125 um y 300 um

Características de la fibra óptica:

 Amplia capacidad de transmisión, puede transmitir hasta 2.5 Gigabytes y tiene un ancho de banda infinito (tiene mucha mayor capacidad de transmisión que el conductor común de cobre).
– Inmune a la interferencias electromagnéticas
– Alta confiabilidad
– Conducen rayos luminosos no señales eléctricas
– Poco volumen
– Fácil instalación

Fibra óptica multimodo índice escalonado

•En este tipo de fibra óptica viajan varios rayos ópticos simultáneamente. Estos se reflejan con diferentes ángulos sobre las paredes del núcleo, por lo que recorren diferentes distancias , y se desfasan en su viaje dentro de la fibra, razón por la cual la distancia de transmisión es corta.

•Hay que destacar que hay un límite al ángulo de inserción del rayo luminoso dentro de la fibra óptica, si este límite se pasa el rayo de luz ya no se reflejará, sino que se refractará y no continuará el curso deseado.

Apertura numérica y Angulo de aceptación

•Apertura Numérica (NA).- Es un parámetro que da idea de la cantidad de luz que puede ser guiada por una fibra óptica. Por lo tanto cuanto mayor es la magnitud de la apertura numérica de una fibra, mayor es la cantidad de luz que puede guiar o lo que es lo mismo, mas cantidad de luz es capaz de aceptar en su núcleo.

Propagación en fibras multimodo de índice gradual

•Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro.

Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta

• Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.

•La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tamaño 62,5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) está normalizado