dapositiva cable coaxial y antenas

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  • TEMARIOTEMARIO

    Matemticas para CATV

    Mdulo 1

    Mdulo 3

    Mdulo 4

    Notacin cientficaUnidades del SI y del Sistema Ingls para CATVLogaritmosEl decibel

    Clculos para el cable coaxialRelacin Portadora a Ruido y Relacin Seal a RuidoClculos de ruido y distorsionesAntenas

    Seales digitalesTransmisin de seales por fibra ptica

    Mdulo 2Seales y su representacinLey de OhmAncho de bandaModulacin

  • MMDULO 3DULO 3

  • Un cable coaxial puede definirse como dos conductores metlicos que comparten el mismo eje y estn separados por un material dielctrico (no conductor).

    Se llama coaxial porque el conductor central y la malla externa tienen un eje comn.

    En CATV se utilizan cables coaxiales de varios tipos.

    CCLCULOS PARA EL CABLE COAXIALLCULOS PARA EL CABLE COAXIAL

    MensajeroMalla de aluminio

    Conductor central (pin)

    Dielctrico

    Cobertura de PVC

    Inicio

  • CaracterCaractersticas del cable coaxial:sticas del cable coaxial:

    Las principales caractersticas del cable coaxial se agrupan en los siguientes rubros:

    Dimensiones fsicas Caractersticas mecnicas Caractersticas elctricas Atenuacin de RF

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

  • Dimensiones fsicas:

    a. Dimetro del conductor central (mm)b. Dimetro del dielctrico (mm)c. Dimetro del conductor externo (mm)d. Espesor (grosor) del conductor externo (mm)e. Dimetro incluyendo la chaqueta (mm)f. Espesor (grosor) de la chaqueta (mm)

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    a b c

    d f

    e

  • Caractersticas mecnicas:

    Radio mnimo de curvatura (cm) Con chaqueta Con armadura

    Mxima tensin de jalado (kgf) Tensin de ruptura del mensajero (kgf)

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    Mnimo radio de curvatura

    kgf = kilogramo fuerza: Es aquella fuerza que aplicada a la masa de un kilogramo le produce una aceleracin de 9.81 m/s2

  • Caractersticas elctricas:

    Capacitancia (nF/km) Impedancia (ohms) Velocidad de propagacin (%)

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    nF = nanofarad: Farad es la unidad de la capacitancia en el Sistema Internacional de Unidades.

  • Caractersticas elctricas:

    Capacitancia se refiere a la caracterstica de un sistema que almacena carga elctrica entre sus conductores y un dielctrico, almacenando as una energa en forma de campo elctrico. Su unidad es el farad (F).

    La impedancia elctrica mide la oposicin de un circuito o de un componente elctrico al paso de una corriente elctrica. Su unidad es el ohm ()

    La velocidad de propagacin define, en porcentaje, la velocidad con que viajan las ondas electromagnticas a travs del cable con respecto al vaco. En el vaco las ondas electromagnticas viajan a la velocidad de la luz (c = 300,000 km/s).

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

  • Impedancia

    La impedancia caracterstica del cable coaxial es de 75 . La impedancia caracterstica del cable coaxial es una funcin de la

    relacin del dimetro del conductor externo, con respecto al dimetro del conductor interno.

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    Dimetro del

    conductor interno

    Dimetro del

    conductor externo

  • Impedancia

    Se puede fabricar cable coaxial de diferentes tamaos, pero si se mantiene la relacin apropiada entre los dimetros de los conductores, los cables tendrn la misma impedancia caracterstica, independientemente de las dimensiones totales del cable.

    La frmula para determinar la impedancia caracterstica de un cable coaxial es:

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    KdD

    log 138Z =Donde:Z = Impedancia caractersticaD = Dimetro del conductor exteriord = Dimetro del conductor interiorK = Constante dielctrica

  • Impedancia

    Ejemplo. Determine el valor de la impedancia caracterstica de un cable coaxial con las siguientes caractersticas:D = 0.5 in = 12.70 mmd = 0.109 in = 2.77 mmK = 1.7206Z = ?

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    001.751.31174.5848 log 138

    1.72062.7712.7

    log 138Z ===

    KdD

    log 138Z =

    = 75Z

  • Atenuacin de RF

    La atenuacin de una seal se define como la disminucinprogresiva de su potencia conforme se incrementa la distancia del punto emisor.

    El cable coaxial atena a las seales que viajan dentro de l. Una red de cable debe entregar a la entrada de una televisin

    seales con un nivel ideal de 0 dBmV (cero decibeles referidos a 1 mV) para que sta pueda detectarlas correctamente.

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    0 dBmV

  • AtenuaciAtenuacin de RFn de RF

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    T

    e

    m

    p

    e

    r

    a

    t

    u

    r

    a

    Frecuencia

    Atenuacin del cable

    A mayor frecuencia y/o

    temperatura, se atenan ms

    las seales.

    Los cables de mayor dimetro atenan menos a las seales que

    viajan en l.

    En las tablas de especificaciones, la atenuacin se indica en decibeles por unidad de longitud. En la siguiente diapositiva se muestra un ejemplo de una hoja de especificaciones.

  • PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    Fuente: Commscope

  • Atenuacin de RF

    Ejemplo: Calcule la prdida mxima de seal a 550 MHz para un tramo de cable P3 500 de 38 m (considere la temperatura a 20C).

    Respuesta:Primero se busca la atenuacin por cada 100 m en la tabla de especificaciones del fabricante:

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    Fuente: Commscope

  • Atenuacin de RFde RF

    La prdida mxima a 550 MHz por cada 100 m es 5.97 dB Slo hay que efectuar una divisin para obtener la prdida por cada

    metro:

    Ahora slo se multiplica ese dato por el nmero de metros:

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    dB/m 0597.01005.97MHz 550 a Prdida ==

    dB 2.2686 (38) x )0597.0(m 38en Prdida ==dB 2.27 500 cable el para m 38en Prdida =

  • Atenuacin VS temperatura

    En las tablas de especificaciones la atenuacin se especifica a 20C(se indica la atenuacin tpica y mxima para cada frecuencia).

    Si se quiere conocer el valor de la atenuacin a una temperatura X(diferente a 20 C), se utiliza la frmula:

    Y para F, se tiene:

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    ( )[ ]20-X 0.0021 C 20 a Atenuacin C x a Atenuacin +=

    ( )[ ]68-X 0.00111 F 68 a Atenuacin F x a Atenuacin +=

  • Atenuacin VS temperatura

    Ejemplo: Calcule la prdida tpica que tiene un cable P3 500 a 750 MHz en una distancia de 100 m a 35C.

    Solucin:Prdida tpica del cable 500 a 750 MHz a 20C = 6.69 dB/100m

    Prdida tpica del cable 500 a 750 MHz a 35C = 6.89 dB/100m

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    ( )[ ]20-X 0.0021 C 20 a Atenuacin C x a Atenuacin +=( )[ ]20-35 0.0021 6.69 C 35 a Atenuacin +=

    [ ] 89.61.03 6.69 C 35 a Atenuacin ==

  • Atenuacin de RF

    El cable coaxial es bidireccional por naturaleza. Las seales se atenan al viajar en los dos sentidos: desde el CRC

    (Centro de Recepcin y Control) hacia las instalaciones del suscriptor, y viceversa.

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

    Desde el CRC

    54 -860 MH

    z 5

    4

    5

    M

    H

    z

    Hacia delante(forward)

    Retorno o reversa (return)

    Flujodescendente(downstream)

    Flujoascendente(upstream)

    Hacia el suscriptor

  • El cable no atena a todas las frecuencias por igual (las frecuenciasbajas se atenan menos y las frecuencias altas sufren mayor atenuacin).

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIALQu significa balancear una red?

    Portadoras de los canales

    Frec. bajas

    Frec. altas

    Niveles

    Frec. bajas

    Frec. altas

    Niveles

    Frec. bajas

    Frec. altas

    Frec. bajas

    Frec. altas

  • Al llegar al amplificador, ste incrementa los niveles de las seales y le da una pendiente positiva al conjunto de las portadoras para contrarrestar su pendiente negativa.

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIALQu significa balancear una red?

    Niveles

    Frec. bajas

    Frec. altas

    Niveles

    Amplificador

    Pendien

    te

    positiva

    Pendiente negativa

    Frec. bajas

    Frec. altas

    Frec. bajas

    Frec. altas

    Frec. bajas

    Frec. altas

  • De esta manera, todos los canales llegarn al suscriptor con el mismo nivel.

    El balanceo, por tanto, es el proceso para lograr que todas las seales lleguen con la potencia y pendiente adecuada en downstream (sentido descendente) y en upstream (sentido ascendente).

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIALQu significa balancear una red?

    Niveles

    Frec. altas

    Frec. bajas

    downstream

    upstream

  • Cmo se balancea una red?

    En el balanceo de una red estn involucrados varios factores, entre ellos: El control y ajuste de los niveles de todas las portadoras desde

    el CRC. La insercin y/o el reemplazo de atenuadores y ecualizadores en

    los amplificadores para ajustar la pendiente deseada. El mantenimiento preventivo y correctivo de toda la red para

    asegurarse de que los dispositivos pasivos y activos funcionen correctamente.

    PROPIEDADES DEL CABLE COAXIALPROPIEDADES DEL CABLE COAXIAL

  • El cable ms utilizad