MXPA01005371A - Metodo y software para dispositivo de interfaz de usuario en cableado de telecomunicaciones de la ultima milla. - Google Patents

Metodo y software para dispositivo de interfaz de usuario en cableado de telecomunicaciones de la ultima milla.

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MXPA01005371A
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John A Taylor
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Abstract

Se provee un sistema de comunicaciones que incluye un anillo regional con una pluralidad de nodos locales (51), cada nodo incluyendo al menos un dispositivo de interfaz de fibra (53) y al menos un dispositivo de interfaz de nodo local (59) para conexion a una red electrica y de fibra global. El dispositivo de interfaz de nodo local (59) se conecta a un dispositivo de interfaz de usuario (65) mediante un cable (67). El nodo local (51), el dispositivo de interfaz de nodo local (59) y el dispositivo de interfaz de usuario (65) pueden aceptar, cada uno, senales de proceso transmitidas de una red inalambrica.

Description

MÉTODO Y SOFTWARE PARA DISPOSITIVO DE INTERFAZ DE USUARIO EN CABLEADO DE TELECOMUNICACIONES DE LA "ÚLTIMA MILLA" • Campo Técnico La invención se refiere a cableado de telecomunicaciones, y más particularmente al cableado empleado para la denomina- 0 da conexión de la "última milla" de los usuarios con redes externas. La invención se refiere especialmente a mejoras en el • software para encaminar la información dentro de estas redes. Antecedentes v Compendio de la Invención Un examen de las redes de comunicaciones de linea 5 terrestre heredadas existentes, a la luz de la solución de la tecnología de comunicaciones, conduce a algunas perspectivas interesantes. Por una parte, las comunicaciones de largo alcance más nuevas y las infraestructuras de información que se están construyendo en la actualidad, se basan en tecnologías de fibra 0 óptica y de codificación que son capaces de tener una capacidad inmensa. Por otra parte, la entrada local de la "última milla" para el usuario final, normalmente todavía es la línea de cobre heredada instalada hace décadas para el servicio telefónico. Debido a que las líneas de cobre heredadas se diseñaron para un 5 funcionamiento que no contemplaba las capacidades de fibra óptica de la actualidad, los usuarios del extremo de la línea de cobre no pueden utilizar las altas velocidades de bits que puede proporcionar la infraestructura de largo alcance moderna. El usuario está limitado por su conexión local con el proveedor del servicio. Viendo las arquitecturas de los sistemas de comunicaciones que están siendo buscadas actualmente por los proveedores de servicio, casi todas sufren de asunciones implícitas que conservan la noción de servicio basado en la conexión. Estos aspectos de antecedentes se discuten en seguida. La "Ultima Milla" El uso de los recursos de telecomunicación se ha movido bien más allá de las meras llamadas telefónicas. Los mensajes de comunicaciones de voz ya no son la clase dominante de información que fluye a través de las redes de comunicación del mundo. Los usuarios de telecomunicación de la actualidad utilizan estos recursos para muchas otras formas de información. Los datos y video por computadora son solamente ejemplos del futuro. Los usuarios están requiriendo que su enlace de comunicación con las redes globales tenga una alta amplitud de banda, es decir, capacidad de velocidad de datos digitales. Los enlaces heredados, así como La arquitectura de la oficina central (es decir, la central telefónica) y su cable hacia el usuario, no pueden suministrar la capacidad de información deseada para todos estos dados, video, y otra información. Existe una necesidad de una nueva arquitectura de red que proporcione una trayectoria de amplitud de banda ancha hacia el usuario, que pueda satisfacer tanto los requerimientos presentes como futuros. Para cualquiera de estos nuevos sistemas • de cable, se debe proporcionar una amplitud de banda adecuada 5 para el usuario final de la actualidad, con una interfaz de señales eléctricas - no óptica - , mientras que con un pequeño costo adicional, permitiendo la capacidad para la transferencia de señales ópticas para el momento en que tanto el equipo como la utilización de amplitud de banda del usuario final necesiten láA evolucionar. Para el presente, y el futuro cercano, la más grande amplitud de banda del usuario generalmente requerida (inclusive para comunicaciones de dos vías) , todavía puede estar contenida dentro de una interfaz que proporcione una capacidad total de canales de menos de un Gigabit por segundo. Se requieren tramos 15 relativamente costos para conectarse desde cualesquiera nodos de distribución locales de una nueva red. Ciertamente, la mayoría de estos tramos de cable están bien bajo la distancia de la milla de la apelación de "Ultima Milla" que se ha aplicado a esta clase de > sistema de cable, y la mayoría de estos tramos (o "conexiones 0 locales") estará bien debajo de media milla. Estos nuevos nodos de enlace de "estructura base" de distribución de las redes bien pueden ser servidos por canales de fibra óptica de dos vías que conecten muchos nodos previstos para esta red regional. Con el advenimiento de la tecnología de transmisión de señales digita- 5 les, los requerimientos de funcionamiento para estas conexiones locales, o ramales de la "última milla" del sistema de cable, presentan nuevos objetivos muy diferentes que han sido resueltos por la técnica anterior. • También es posible que, con un diseño eléctrico 5 previsor, este cable de la última milla inclusive puede ser adecuado para algunos enlaces inter-nodos de corto alcance. El costo de instalar cualquier sistema de cable a los usuarios individuales - no el cable mismo - es sustancial, y es por mucho la mayor parte de la inversión de red requerida por los lá proveedores de servicios. Es altamente deseable, si no es que esencial, que cualquier nueva instalación de estos cables de conexión proporcione un crecimiento futuro en su capacidad. Un Cambio de Paradigma en la Arquitectura de Red Las redes de comunicación del pasado se han basado casi 1:5 enteramente en un tipo de tráfico de "llamada" o "mensaje", en donde los usuarios se conectaban sólo de una manera transitoria a la red mientras "llamaban" o eran "llamados". Esta arquitectura basada en conexión establecía una trayectoria de conexión temporal entre el que llamaba y el receptor. En el futuro, las 0 comunicaciones se basarán en el principio de conmutación "en paquete". Un mensaje en paquete lleva información de dirección, de tal manera que el que envía obtiene el mensaje para el receptor y vice-versa. Todos los usuarios se pueden conectar continuamente a esta red. Los usuarios elegirán participar 5 activamente y producir "mensajes" de información solamente cuando lo deseen. La mayor parte de la actividad en esta red existirá con el flujo de datos, si solamente de una manera intermitente, no obstante con una gran frecuencia hacia y desde el usuario, de una forma que no requiera la presencia o la participación activa .5 del usuario. Esta clase de función se parece más al suministro de energía eléctrica a los usuarios que la presente función de comunicación basada en conexión de llamada, excepto que estos mensajes también se originan desde la instalación del usuario, así como vienen al usuario desde diversas fuentes extrañas a la ¡i localización del usuario. Esto representa nuevos usos de los procesos de comunicación para acomodar funciones tales como las ejemplificadas por los "agentes" de red o "avatares" que operan de manera independiente, suministrando la información siempre que lo requiera su función. De una manera similar, el sistema del 1.5 usuario puede originar información como un resultado de una programación similar. En el futuro muy cercano, las funciones "pasivas" (es decir, no demandantes de atención del usuario) pueden llegar a ser el volumen dominante de tráfico de información llevado por la red. 0 Este futuro requiere de incrementos significativos en las velocidades de datos. Por ejemplo, en 1997, todo el volumen del flujo de información en todas las líneas largas se presentaba con una velocidad de algo justo debajo de 1 x 1014 bits por segundo. Es posible que en solamente unos cuantos años, mil .5 millones de usuarios puedan estar conectados por redes en cuyo tiempo la velocidad de información global pueda aproximarse a 1 x 1019 a 1 x 1020 bits por segundo. Aunque mucha de la fibra colocada ahora en el mundo es oscura, el crecimiento de la velocidad de datos eventualmente presenta desafíos. El uso de multiplexión de división de longitud de onda ("WDM") en las portadoras ópticas empleadas para la fibra, así como los amplificadores ópticos y la corrección de dispersión, puede incrementar su capacidad por varios cientos de veces. Aún así, se requerirán grandes cantidades de fibra nueva para soportar aplicaciones todavía más grandes y más ambiciosas.
Esto simplemente agravará adicionalmente la necesidad de una amplitud de banda sustancial en el extremo del usuario de los sistemas de red. Las mejoras para satisfacer esta necesidad deben suministrar cientos de megabits por segundo, en los modos de enviar y recibir, y de preferencia en dúplex, es decir, envío y recepción simultáneos. Muchas necesidades, únicas para el sistema de cable de la última milla, afectan de una manera significativa la factibi-lidad de los diseños de la última milla, y tienen influencia en su costo, durabilidad, y confiabilidad. Los presentes sistemas de comunicación son capaces de proporcionar solamente una amplitud de banda limitada al usuario, inclusive cuando sus estructuras base a larga distancia, y la mayoría de las trayectorias de inter-intercambio locales sean sistemas basados en fibra. Las trayectorias de fibra existentes generalmente han utilizado sólo una porción muy pequeña del potencial de amplitud de banda de información de estas trayectorias de fibra. La tecnología de 1997, por ejemplo, como se mencionó anteriormente, proporciona la • oportunidad de enviar muchas señales sobre una sola fibra, y de 5 hacer que cada una de esas señales lleve de 10 a 20 Gigabits por segundo . La fibra óptica está actualmente instalada; solamente se requiere la conexión terminal para lograr este resultado. Actualmente, algunas "Portadoras Comunes" han estado instalando U estos medios potenciadores de la amplitud de banda en las porciones de largo alcance de sus redes solamente para manejar sus cargas actuales y proyectadas. Todavía existe una capacidad de amplitud de banda considerable latente en estas líneas; sin embargo, actualmente existe poca o ninguna tecnología factible 15 para suministrar una amplitud de banda sustancial de dos vías en el extremo terminal del usuario de las redes de comunicación existentes. Además es significativo el estado actual del uso de la fibra: la mayoría de las fibras instaladas ahora son oscuras. Es decir, están instaladas, pero no llevan señales. Las presentes 0 limitaciones de la amplitud de banda están simplemente en los medios para suministrar la amplitud de banda de largo alcance existente y latente localmente a todo el público al mismo tiempo. La solicitud de patente de los Estados Unidos No. de Serie 09/124,958, intitulada "Electrically Optimized Hybrid Last 5 Mile Telecommunications Cable System", de Cotter y Taylor, incorporada como referencia anteriormente, da a conocer un sistema de cable que se puede utilizar convenientemente para satisfacer muchas de las necesidades descritas anteriormente.
• En adición, la atención reciente se ha enfocado en la :5 combinación de tecnologías inalámbricas y sistemas de computación. Por ejemplo, se están proponiendo comunicaciones de datos inalámbricas para los trabajadores no ligados desde sus computadoras de escritorio. Se puede esperar que estas combinaciones sean facilitadas con una arquitectura apropiada cuando menos m debido a que, por ejemplo, las redes PCS originalmente se construían con una infraestructura completamente digital. Por estas razones, las arquitecturas PCS pueden evolucionar para crear ciclos locales inalámbricos mediante la construcción sobre las infraestructuras existentes de cobre o de fibra hasta la 1:5 restricción. Sin embargo, estos sistemas propuestos, por ejemplo, no proporcionan comunicaciones inalámbricas desde un usuario hasta el ciclo local. Se proponen más bien para proporcionar un ciclo local inalámbrico. Queda una necesidad de un enlace de comunica- 0 ciones inalámbrico desde un usuario hasta el ciclo local o hasta algún otro tipo de infraestructura de comunicaciones. La presente invención resuelve la fabricación y diseño de sistemas de cable novedosos y equipo de sistemas relacionados para proporcionar el último tramo de un sistema de cable que 5 enlace a los usuarios con una red de comunicación cableada capaz de proporcionar a cualquier usuario una capacidad y versatilidad muy incrementadas sobre aquéllas actualmente disponibles de las portadoras comunes. Los temas resueltos en la presente se refieren al enlace físico real que debe emplearse para conectar :5 a un usuario con un sistema de red. La presente invención permite un crecimiento futuro. Como se observó anteriormente, el costo de instalar cualquier sistema de cable de la última milla a los usuarios individuales también es tan sustancial que cualquier nueva instalación debe láfc proporcionar un crecimiento futuro. La incorporación de fibras ópticas en estos cables de conexión local es esencial para proporcionar una verdadera opción de crecimiento futuro. Nuevamente, el costo de la fibra óptica misma es relativamente bajo, agregando poco al costo inicial global. 1:5 Por consiguiente, un diseño de sistema de cable bien diseñado capaz de combinar tanto la línea eléctrica de amplitud de banda ancha como la línea de señales ópticas en una configuración híbrida, llega a ser de un valor excepcional en el campo de comunicaciones que está evolucionando rápidamente. Si se pudieran 0 construir de esta manera todas las conexiones locales, las presentes necesidades serían satisfechas y estaría disponible una fácil expansión futura al uso óptico cuando fuera necesaria. Con los avances proporcionados por la invención, es factible ver esta clase de nueva construcción de red como una inversión en .5 infraestructura de un valor a largo plazo.
La invención resuelve los requerimientos de suministro de telecomunicaciones físicos y funcionales al lograr un sistema de cable de transmisión híbrido de señales eléctricas/ópticas que tiene una amplitud de banda eléctrica ancha apropiada para las :5 necesidades de comunicaciones actuales y previsibles a corto plazo, junto con una capacidad para acomodar las fibras ópticas para el futuro. En el diseño del sistema de cable de esta invención, puede haber un número de fibras ópticas presentes en la conexión de cada usuario con el sistema. En cualquier parte se lá pueden acomodar fácilmente desde unas cuantas hasta posiblemente dieciséis o más fibras sin alterar el funcionamiento de las señales eléctricas del sistema de cable. El rango de frecuencia contemplado de señales eléctricas desde corriente directa hasta aproximadamente un Gigahertz (GHz) o todavía más. 1:5 Este novedoso sistema de cable posee dos líneas eléctricas independientes, una para enviar y la otra para recibir. Ambas líneas de señales para enviar y para recibir tienen igual funcionamiento, y realizan su desempeño de señales equivalentes sin interferir una con la otra. La arquitectura 0 conceptual de este nuevo sistema enfatiza el mantenimiento de una conexión de "cuatro alambres", es decir, la separación de las líneas de envío y recepción. Estas arquitecturas eliminan muchos problemas de eco, pérdida de retorno, y "canto" que complican los presentes sistemas de distribución. Este nuevo sistema de cable 5 se pretende para dar servicio a todo el rango de necesidades actuales y futuras. Por ejemplo, la invención puede acomodar a los usuarios de Internet, TV digital, televisión de alta definición ("HDTV"), video sobre demanda de múltiples canales, intercambio de información digital de alta capacidad, comunica- .5 ciones del trabajo en el hogar y de teleconmutación, miríadas de servicios del hogar y de la oficina por medio de "agentes" y "avatares", control de fabricación automatizado, "telefonía" con video, conferencia comercial y privada con video, transferencia y búsqueda de archivos de bibliotecas de alto volumen, y canales llfe de servicio "telefónico" de múltiples frecuencias de voz. La portabilidad del número (como en un "número telefónico" individual transportable que se va con el usuario a dondequiera que vaya) , ahora tan altamente buscada, llega a ser un simple derivado de la naturaleza de la base de señalización de Jerarquía 15 Digital Sincrónica/Red Óptica Sincrónica (SDH/SONET) empleada por el sistema dado a conocer. Muchas de estas aplicaciones requieren de una amplitud de banda muy ancha en ambas direcciones. El diseño del sistema de cable híbrido puede servir a toda clase de usuarios desde los 0 pocos que demandan amplitudes de banda ancha óptica aquí y ahora, hasta la gran mayoría de usuarios actualmente muchos menos demandantes. Para éstos últimos, será adecuada una línea de señales eléctricas de alta calidad con una amplitud de banda de un Gigahertz o menos, excediendo con mucho la capacidad de los 5 pares de alambres telefónicos existentes, hasta que abarquen, en el futuro, las aplicaciones más demandantes. Una configuración de ejemplo que puede emplear f convenientemente la presente invención se muestra en la Figura 1, que muestra una forma esquemática de una interfaz del nodo local .5 al usuario. Se muestra un nodo local 51 con entradas desde líneas de fibra óptica de dos vías 53. La naturaleza de este nodo local se describe con mayor detalle más adelante. Estos pueden ser convenientemente enlaces de líneas ópticas que utilicen el formato SDH/SONET, el formato ATM, u otros formatos. Adicional-llfe mente, a través del uso de WDM, una sola línea de fibra puede servir a cientos y hasta a miles de conexiones. Se muestra otra entrada 55 para una posible línea de Servicio Telefónico Antiguo Llano ("POTS") . Además, se conecta una fuente de energía 57 al nodo local . Esta puede ser una fuente de respaldo de batería 1:5 dentro del nodo, o puede tener una fuente en otra localización del sistema. Dentro del nodo local 51, un dispositivo de interfaz de Nodo Local ("NID") 59 acopla los canales de envío y recepción con las fibras. El canal básico de un NID incluye un receptor óptico conectado con la línea de fibra receptora, y un transmisor 0 óptico conectado con la línea de fibra transmisora. Cada uno de estos elementos opto-eléctricos proporciona un número de canales del usuario (normalmente de 16 a 32) . El NID puede acomodar tanto un modo eléctrico 61 como un modo óptico 63. Se conecta un dispositivo de interfaz de usuario similar 65 ("UID") en el 5 extremo del usuario. Un cable híbrido de acuerdo con una modalidad de la presente invención se conecta entre el NID 63 y el UID 65, y se denota aquí con el numeral 67. El UID puede tener salidas hacia una computadora, un teléfono, un televisor, teléfonos, entradas de datos, etcétera. También se pueden proporcionar otras numerosas conexiones, estando éstas representadas esquemáticamente por el numeral 69. La Figura 2 muestra una arquitectura de anillo regional que puede emplear la presente invención. Empezando desde una red global o estructura base 411, la conexión inicial se hace con un punto de conmutación y transferencia ("STP") 401. La estructura base 411 normalmente es óptica, pero también puede emplear cableado eléctrico. La estructura base puede ser proporcionada por una compañía, tal como QWEST o WINSTAR. El STP 401 se conecta con una pluralidad de nodos locales 51. Un nodo local de ejemplo es el 51 A En la Figura 2, el nodo local 51' se conecta con una pluralidad de redes. Una red sirve a un distrito comercial 403. Otra red sirve a una plaza comercial 405. Otra red sirve a un parque industrial 409. Todavía sirve a una pluralidad de vecindarios 407. Cada una de estas redes puede conectar con el nodo 51' por medio de cables 413. Los cables 413 pueden emplear el cable de la presente invención. En el nodo local 51', se muestra un NID 415. En la red, tal como la del parque industrial, se muestra el UID 417. Estos dispositivos de interfaz se describen anteriormente y con mayor detalle más adelante. Sin embargo, se debe observar que la arquitectura de anillo regional de conformidad con la Figura 2, puede tomar muchas formas. Por ejemplo, si un cable 413 da servicio a una f sola casa, puede haber un punto de conmutación y transferencia en la entrada de la casa que distribuye a las señales desde el cable 5 hasta una pluralidad de habitaciones o dispositivos. En este caso, cada habitación puede estar equipada con un mini-nodo local que dé servicio a los aparatos o dispositivos de adentro. El mover un dispositivo desde una habitación hasta otra puede requerir solamente del restablecimiento de los interruptores, o láfc mover los cables de salto. Como se observa con mayor detalle más adelante, los nodos o mono-nodos se pueden localizar mediante direcciones insertadas en los encabezados de señales por el UID. En particular, para utilizarse en casas, se pueden emplear los cables del tipo descrito más adelante, pero con menos materiales 1:5 de protección y refuerzo, tales como trenza de acero inoxidable. De esta forma, los cables se pueden hacer más compactos, lo cual es deseable para las aplicaciones dentro del hogar. Una distancia típica desde un nodo hasta un usuario será generalmente menor de 609 metros, y en las áreas urbanas 0 densas comúnmente menor de 304.5 metros. El diseño del sistema de cable híbrido de la presente invención inclusive se puede operar para permitir que sus dos pares de conductores eléctricos sean utilizados para dos líneas POTS, que se pueden utilizar de una manera concurrente con la operación eléctrica de banda amplia. 5 Por supuesto, los canales de fibra permanecen independientes de la manera utilizada para cualquier modo eléctrico. Estas líneas eléctricas también pueden servir para llevar las cantidades muy f modestas de energía necesarias para operar diferentes regeneradores de señales en línea de la última milla, y los posibles dispositivos de red para el equipo de la terminal del usuario, y no obstante, todavía pueden funcionar sin interferir con las funciones de timbre y voltaje de "batería" en una operación POTS. Las funciones POTS pueden ser mejor servidas utilizando las líneas digitales para proporcionar una o inclusive un número múltiplo de líneas "telefónicas" por medio de una "tarjeta de línea" de interfaz de digital a voz en el UID. El sistema de nodos anterior posiblemente emplearía mejor el formato de señales de los estándares SONET y SDH ahora empleados ampliamente por las redes ópticas inter-oficinas y de :5 largo alcance existentes. Este nuevo sistema de cable, por lo tanto, es altamente compatible hacia adelante y hacia atrás. Esto nuevamente resuelve una importante cuestión de costo/inversión. La red telefónica de alambre de cobre existente ("planta externa") comprende más de tres cuartas partes de la presente 0 inversión total en los sistemas de red telefónica local existentes. El nodo, algunas veces referidos en la presente como Nodo Local, tiene acceso a una multiplicidad de marcos de banda amplia SDH, y hace posible que se dirijan hacia una pluralidad de usuarios distantes del nodo. 5 La revisión del análisis técnico anterior de los objetivos y principios concernientes al sistema de cable de la última milla, ha conducido a los inventores a una nueva forma de ifj^ configuración de conductor eléctrico cuádruple protegido y elementos del sistema, así a la arquitectura para utilizarlo. 5 Este nuevo cable también acomoda fácilmente un número y variedad de fibras ópticas de maneras novedosas. El principio cuádruple, completamente realizado, proporciona las líneas de señales eléctricas de envío y recepción sin interferencia independientes dobles (dos) tan esenciales para la conexión local de la última ll milla. Un concepto de cable cuádruple no es nuevo por sí mismo, pero esta divulgación resuelve muchos otros factores que, al mejorar la realización de sus potenciales y al extender la flexibilidad de la configuración, permite lograr todas las demás características requeridas de los sistemas de cable de la última 15 milla, incluyendo las líneas de fibra óptica. La presente invención también da a conocer una nueva estructura, particularmente adecuada para alcanzar la precisión requerida en una geometría cuádruple seleccionada para el ruido bajo ("XTLK") a través del espectro de desempeño eléctrico de 0 banda amplia objetivo. La estructura del sistema de cable de la invención proporciona métodos novedosos para la inclusión de diversas fibras ópticas. La presente invención también da a conocer nuevas técnicas para mejorar la efectividad de protección de la 5 interferencia electromagnética dentro de los sistemas de cable de la invención. Las ventajas de desempeño únicas surgen de la novedosa fuente eléctrica balanceada y los dispositivos de terminación de carga dados a conocer, y que se pueden incorporar fácilmente en los módulos regeneradores de señales digitales en línea. También se da a conocer una novedosa construcción de conductores anulares que mejora el desempeño de las señales eléctricas y mejora el desempeño de EMIR. Además se dan a conocer métodos novedosos y económicos de fabricación para la nueva configuración cuádruple, que también logran una precisión excepcional y estabilidad de la estructura mecánica. También se da a conocer un cuarto inalámbrico que puede interconectarse en una de varias localizaciones en el sistema de la última milla de la invención. Por ejemplo, este puerto puede lí¡ ser parte del nodo, el NID, o el UID. El puerto se puede incorporar en un módulo que pueda traducir el protocolo inalámbrico, por ejemplo CDMA o GSM, a una forma utilizable por el UID, por ejemplo LINUX. F Se proporciona el software para operar los dispositivos 20 de la invención. En particular, el software funciona particularmente para operar el STP y el UID y sus operaciones mutuas. Estas operaciones pueden incluir facturación o agotamientos de señalización, etcétera. Los detalles de una o más modalidades de la invención 25 se estipulan en los dibujos acompañantes y en la siguiente descripción. Otras características, objetos, y ventajas de la invención serán aparentes a partir de la descripción y de los f dibujos, y de las reivindicaciones. Descripción de los Dibujos 5 La Figura 1 es un diagrama de bloques de una organización de un nodo local que sirve a múltiples usuarios mediante el diseño de cable novedoso con líneas eléctricas u ópticas de amplitud de banda completa de dos vías. También se muestra el posible uso con el servicio POTS. \á¡F La Figura 2 es un diagrama de la organización de un anillo de comunicaciones regional que emplea el diseño de cable novedoso para la conexión de la última milla con los usuarios finales . La Figura 3 es un diagrama de bloques esquemático de un 15 dispositivo de interfaz de fibra y de un dispositivo de interfaz de Nodo Local . La Figura 3a es un diagrama de flujo de un proceso de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 4 es un diagrama de bloques esquemático de un 0 dispositivo de interfaz del usuario. La Figura 4a es un dibujo esquemático que muestra el flujo de señales dentro de un dispositivo de interfaz del usuario . La Figura 5 es una vista diagramática que muestra un 5 soporte central de conductor anular cuádruple que mantiene la precisión en la localización del conductor adentro de un cable y en relación con el protector externo. f La Figura 6 es una vista diagramática de una forma de un cable compuesto que incluye miembros de fibra óptica. 5 La Figura 7 es una sección transversal esquemática de una sección de la pared del cable como se localiza en la Figura 6. La Figura 8 es una sección en perspectiva de un cable de conformidad con la presente invención, que emplea un aloja-\(¡F miento externo de acoplamiento de impedancia. La Figura 9 muestra una forma esquemática de un posible elemento de impulso y terminación para lograr una condición operativa balanceada para un cable cuádruple. La Figura 10 muestra una forma esquemática de una 15 modalidad alternativa de un posible elemento de impulso y terminación para lograr una condición operativa balanceada para un cable cuádruple. La Figura 11 es una vista en sección transversal diagramática de una forma del posicionador de interseguro 0 novedoso. La Figura 12 es una vista de la forma de la extrusión no asegurada de la Figura 11. La Figura 13 es un detalle esquemático adicional del posicionador. 5 La Figura 14 es una vista esquemática separada en partes de una modalidad del posicionador, ilustrando los elementos de interseguro separados. La Figura 15 es una sección transversal diagramática amplificada de una forma de porciones de seguro instantáneo de un 5 posicionador, que se pueden emplear con la presente invención. La Figura 16 es una sección transversal esquemática de una forma circular completa del posicionador extruido de cuatro secciones . La Figura 17 muestra una sección transversal de una lá forma del conductor anular novedoso, mostrando los alambres de guía de onda novedoso, y el núcleo central disponible para las fibras ópticas. La Figura 18 muestra una sección transversal de un alambre adentro del conductor anular de la Figura 17. 1:5 La Figura 19 muestra una forma de un conductor anular tubular unitario ("UTAC") que tiene una función de guía de onda superficial, y con un núcleo central disponible para contener las fibras ópticas y un protector. F La Figura 20 muestra una sección transversal esquemáti- 20 ca del conductor anular tubular unitario de la Figura 19. La Figura 21 muestra una forma esquemática de la sección transversal de un conductor individual adentro del ensamble de conductor anular mostrado en la Figura 18. La Figura 22 es una vista en sección transversal 25 esquemática de una cabeza de dado de extrusora y un cuerpo, que se pueden utilizar para formar un posicionador de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 23 muestra un perfil de la presión contra el tiempo que se puede seguir en la extrusora de la Figura 22 para 5 formar el posicionador. La Figura 24 muestra una configuración esquemática de los baños de tratamiento del extrudado que se pueden utilizar inmediatamente en seguida del paso de extrusión. La Figura 25 muestra un diagrama esquemático de un dado li alternativo que se puede utilizar para formar el posicionador de la presente invención. La Figura 26 muestra un perfil de la presión contra el tiempo que se puede utilizar en el dispositivo de la Figura 25 para formar el posicionador de conformidad con una modalidad de 15 la presente invención. La Figura 27 muestra un diagrama de flujo del proceso que se puede utilizar para formar el posicionador de conformidad con una modalidad de la presente invención. F La Figura 28 muestra una forma esquemática del marco de 20 tiempo básico de la multiplexión de división de tiempo de transporte SONET o SDH. La Figura 29 muestra un cable axial gemelo que emplea una modalidad de la presente invención. La Figura 30 muestra un cable coaxial doble que emplea 25 una modalidad de la presente invención.
Los números y designaciones de referencia iguales en los diferentes dibujos indican elementos iguales. Descripción Detallada Sistema e Interfaces Haciendo referencia a la Figura 2, en donde se muestra esquemáticamente un sistema de Nodos Locales, el anillo de fibra óptica contiene las muchas fibras del sistema regional. Cada línea de fibra puede seguir una topología de anillo, de tal manera que va físicamente en dos direcciones desde cada nodo, ^ conectándose finalmente con el STP regional (Punto de Transferencia de Conmutador) 401 mostrado esquemáticamente en la Figura 2. El STP enlaza al anillo regional con la estructura base de fibra o eléctrica, y es un dispositivo de transmisión múltiple sin bloqueos que conecta a múltiples usuarios con las redes globales, y que también puede conectar las transmisiones inalámbricas de entrada y las señales de línea de alambre de entrada desde la red global cableada hacia y desde los múltiples usuarios. El STP puede proporcionar además energía operativa para el anillo regional y para cada uno de sus Nodos Locales, así como para los UIDs conectados a los mismos. Además se puede proporcionar energía de espera para el caso en que el sistema se vaya a someter a un agotamiento de energía. El sistema puede emplear un diseño de línea dúplex, de tal manera que haya líneas transmisoras y receptoras separadas a través de todo el mismo. Cuando menos dos de las fibras en el haz de fibras mostradas esquemáticamente, se interconectarían con cualquier nodo particular 51. Como se muestra con mayor detalle en la Figura 3, un Dispositivo de Interfaz de Fibra ("FID") 60 acopla su receptor óptico 61 y su transmisor óptico 62 con sus fibras ópticas de recepción y 5 transmisión respectivas 53. Como se menciona en la presente, un nodo local incluye cuando menos un "FID" y cuando menos un NID por FID. Normalmente, se proporcionan varios NIDs por FID, tales como de aproximadamente 16 a 64 NIDs. El desmultiplexor ("DEMUX") 301 convierte la ll señal de múltiples canales de la fibra en la pluralidad de salidas. La manera en la que ocurre la desmultiplexión depende de la codificación de los datos, por ejemplo, si los datos están codificados mediante TMD, WDM, etcétera. Los elementos de un FID son un recurso compartido para los canales alimentados por un FID 15 dentro de un nodo. Cualquiera de los FIDs en un nodo puede servir a 16 hasta 32 o inclusive hasta más de 64 líneas de datos dobles, y por lo tanto, a 16 hasta 64 o más NIDs . El nodo puede contener tanto FIDs como sean necesarios para el número de usuarios que se F vayan a servir. El número de usuarios por FID depende del nivel 20 de multiplexión de la portadora de transporte SDH utilizada. Por ejemplo, STS-384 (10 Gbs) proporciona 32 canales de STS-12 (622 Mbs) . Un solo Nodo Local podría servir a 3,200 usuarios dentro de su rango económico, si sus tramos de la última milla fueran económicamente cortos. Si se desea, las líneas de 622 Mbs se 25 pueden dividir en un número de líneas TI o T3 para dar servicio, por ejemplo, a edificios de múltiples propietarios. Los elementos FID 60 y NID 63 pueden ser de un carácter f físico modular, y se puede diseñar un alojamiento de nodo para acomodar adiciones de capacidad sustancial en donde esto parezca 5 recomendable. Los tramos del anillo del haz de fibras regional también se pueden especificar para contener fibra no comprometida adicional para una expansión adicional de los usuarios servidos por el sistema. De esta manera, un solo sitio de nodo puede estar acomodando la expansión de usuarios mediante la conexión de más luf de los haces de fibras del anillo con los elementos FID y NID agregados. La Figura 3, por supuesto, es un caso no limitante, que muestra solamente un posible FID con solamente un NID conectado. La interfaz óptica/eléctrica en serie de recepción 61 puede ser un receptor óptico de banda amplia SDH de fibra óptica, 15 de solamente una sensibilidad limitada, debido a que los tramos de cable de fibra en general serán muy cortos - justo alrededor del anillo regional. El desmultiplexor y los circuitos del multiplexor ("MUX") pueden utilizar una de las variedades de chips o conjuntos de chips ahora generalmente disponibles para 0 SDH. Por ejemplo, el juego de chips de Vitesse Semiconductor Corp. VS8021/8022, es un ejemplo de la clase de juego de chips que se puede utilizar para velocidades de datos de fibra de hasta OC-48, y el Semiconductor Triquint puede suministrar un paquete de juego de chips que opera a una velocidad de 10 Gbs. :5 El FID puede proporcionar cualquier número de funciones adicionales. Por ejemplo, el FID puede proporcionar funciones de descodificación, u otras funciones que de otra manera se f dejarían, por ejemplo, al NID. El NID contiene los elementos del sistema que son 5 responsables del acoplamiento del cable físico con el FID, y por consiguiente, con el sistema de red global. Las dos líneas separadas se muestran en la Figura 3. El NID 63 incluye las porciones que acoplan la línea de recepción en serie desde una salida del desmultiplexor, con el par de recepción del cable 67, \á y también acopla el par de transmisión del cable 67 con una de las entradas de transmisión en serie de un circuito del multiplexor. El circuito de elevación de impulso de la porción receptora del NID, y el circuito de elevación de abertura del 15 receptor de la línea de transmisión, son ajustados por el instalador para dar el patrón más claro y el BER óptimo (índice de error de bit) cuando se instala el sistema. Los resistores de terminación sobre las terminales del par de transmisión y F recepción son dispositivos de acoplamiento de impedancia para 20 minimizar Las reflexiones en esos puntos. La unidad de la fuente de corriente aparece para el sistema como una impedancia infinita en todos los estados de impulso (es decir, bit alto, bit bajo, y transiciones) . Los elementos HPF y LFP ayudan a aislar la energía de corriente directa de las señales activas. La perfección del 25 balance de cable se complementa al hacer que la unidad de la fuente de corriente se equilibre en la fase con los impulsores, y al hacer que el amplificador de entrada balanceado rechace t^fc altamente cualesquiera señales de modo común en los pares respectivos, como se explica con detalle más adelante. Las fibras t> ópticas contenidas en el cable de la Ultima Milla no se utilizan en cualquiera de estos esquemas de las Figuras 3 o 4. Se muestran en ambas figuras como extremos de fibras disponibles para futuras aplicaciones . En algunas aplicaciones, el usuario puede desear lfc afectar los datos antes o después de que pasen los datos a través del cable cuádruple 67. Por ejemplo, el usuario puede desear utilizar un enlace inalámbrico para afectar los datos pasados al cable cuádruple. Una "afectación" del tipo referido en la presente, puede ser una aplicación para conmutar a encendido o 15 apagado un aparato en la casa del usuario utilizando un teléfono celular. Para realizar esto, la invención también proporciona un método y aparato para afectar los datos en una de varias localizaciones, estando este aparato conectado a un módulo de comunicaciones celulares. 0 Para realizar esto, y haciendo referencia a la Figura 3, se proporciona un juego de chips DEMUX 303/MUX 305 en seguida de la terminación del cable. Esta localización es, por lo tanto antes de la señal que entra al cable cuádruple 67. Se proporciona una entrada desde un módulo inalámbrico 307, descrito más 5 adelante, al DEMUX/MUX. Esta entrada sirve para alterar los datos desmultiplexados . El módulo inalámbrico 307 a su vez se conecta con una antena inalámbrica 309. f El DEMUX/MUX no necesita presentarse en la localización prescrita. Por ejemplo, se puede proporcionar un DEMUX/MUX 5 óptico, no eléctrico, sobre el anillo regional mismo, por ejemplo en la localización del nodo, en el FID, o en el NID. Este sistema se muestra en la Figura 3 mediante los elementos correspondientes 303' a 309'. Aunque estos elementos son diferentes de los elementos 303 a 309, en que actúan en el dominio óptico, sus llfe funciones son análogas de otra manera. Por supuesto, en el caso eventual en que la fibra se extienda hasta el dominio del usuario, sería necesario un sistema todo óptico. En este caso, el DEMUX/MUX opera ópticamente en el nivel del UID. También en este caso, el marco SONET/SDH se puede enviar todo el camino corriente 15 abajo hasta el UID. Entonces puede operar un desmultiplexor óptico sobre el marco en el mismo. Esto puede ser particularmente conveniente para las arquitecturas de tipo de estrella/barra colectora. En todavía otra modalidad, una entrada inalámbrica 0 actúa sobre la señal en el nivel del UID. Esto puede estar en el dominio eléctrico o en el óptico. En particular, en un sistema todo óptico, el DEMUX/MUX actuaría en el dominio óptico. De varias maneras, la acción sobre la señal al nivel del UID puede ser más conveniente de implementar. 5 En esta modalidad, la estructura básica puede ser como sigue. Como se sabe, la unidad móvil de un usuario puede conectarse de una manera inalámbrica a un sitio celular, el cual a su vez se conecta a una oficina de conmutación telefónica ^Be' móvil. La oficina de conmutación telefónica móvil se conecta por 5 medio de una red telefónica terrestre con otra oficina de conmutación telefónica móvil, la cual a su vez se conecta con un sitio celular que da servicio a un nodo, un NID, o un UID. Por consiguiente, un usuario de un teléfono celular puede enviar información por medio de las líneas telefónicas basadas en tierra llfc a su UID. Un usuario puede desear tener una línea telefónica basada en tierra dedicada a su UID para este propósito. La llamada del usuario se puede encaminar a través de la entrada POTS 55. En una modalidad alternativa, la llamada del usuario se puede encaminar desde la oficina de conmutación telefónica móvil 15 directamente hasta una estructura base de fibra. Sin embargo, esta última modalidad puede implicar una inversión de capital significativa. Para algunas situaciones especiales, el usuario puede emplear un dispositivo de radio para afectar los datos en F el UID o en el NID. 20 Como quiera que sea recibida la señal, la llamada del usuario puede iniciar un cambio en los datos en un marco de datos desmultiplexados, por ejemplo el marco SONET/SDH. Por ejemplo, en la Figura 28 se muestra un marco SONET/SDH básico. El marco básico tiene 8 bits por célula. Al cambiar los datos en este 25 marco, el usuario puede enviar un mensaje a su UID, haciendo que ocurra una acción deseada. Los datos en el marco se pueden cambiar de diferentes maneras. Para la colocación de los f elementos 303-309 de la Figura 3, el marco ya es único para un UID específico, y por lo tanto, se puede omitir la información de 5 encabezado relacionada con la que se pretende el NID/UID. Esto también sería cierto para la siguiente modalidad, en donde la señal es afectada en seguida de la desmultiplexión, por el UID. Sin embargo, para la colocación DEMUX/MUX de los elementos 303' -309', el marco todavía no es específico para un Ifc NID/UID, y por lo tanto, se requiere la información de encabezado relacionada para la que se pretende el NID/UID. En esta última modalidad, la información de encabezado se utilizaría para encaminar la señal óptica hacia el FID apropiado, desde donde se envía hacia el UID pretendido específico. El resto de la 5 operación sería la misma que en las modalidades anteriores. Esta operación de alteración implicaría descodificar los datos en el marco SONET, y determinar si los nuevos datos son redundantes o contrarios a los datos del presente marco SONET. Se puede determinar un protocolo; por ejemplo, prevalecen los datos 0 originados la última vez en el tiempo. En este protocolo, los datos del usuario tomarían precedencia sobre datos contrarios ya presentes en el marco SONET. En la mayoría de las situaciones, los nuevos datos simplemente pueden ser en adición a los datos ya presentes en el 5 marco SONET. Por consiguiente, los nuevos datos simplemente se anexan a la última entrada de datos en el marco SONET. Si se requiere, se podría crear un nuevo marco para manejar los datos adicionales . Se debe observar que la modalidad mostrada en la Figura 5 3 muestra el enlace inalámbrico conectado al FID 60. Por supuesto, también se pueden emplear otras modalidades como se describen en la presente, o como serían conocidas por un experto en la materia. Por ejemplo, el enlace inalámbrico se puede incorporar por sí mismo en un punto dentro del anillo regional no Life conectado con algún nodo particular. Este enlace puede dar servicio a la totalidad del anillo regional. Si llega una señal inalámbrica al anillo regional, entonces parte del proceso de desmultiplexión implicaría agregar la información de encabezado adicional con el objeto de enviar el marco SONET alterado al nodo 15 apropiado. Una ventaja de esta modalidad es que el enlace inalámbrico se puede colocar a alguna distancia, incluyendo a alguna altura, desde el nodo más cercano. En otra modalidad, el enlace inalámbrico podría dar servicio a anillos regionales adicionales mediante el envío de una señal apropiada a otro 0 anillo regional por medio del STP. En una variación de la modalidad anterior, se pueden emplear un número de enlaces inalámbricos que puedan comunicarse unos con otros por medio de una implementación separada de la arquitectura inalámbrica para oficina de conmutación telefónica 5 móvil inalámbrica estándar. Por ejemplo, se puede localizar un transmisor/receptor inalámbrico en cada uno de varios edificios. Cada edificio puede dar servicio a un nodo local, el cual puede incluir un número de edificios adyacentes. Se pueden utilizar señales inalámbricas para transferir información entre los 5 edificios que tengan enlaces inalámbricos. De una manera alternativa, los edificios se pueden ligar entre sí, por ejemplo, con un cable de conexión de fibra óptica o mediante un anillo regional separado. Los edificios también se pueden colocar en comunicación mutua, por ejemplo, mediante enlaces de microondas ll o de radiofrecuencia. Cuando un edificio recibe información, esa información puede ser inherentemente específica para un UID o NID dentro del anillo regional servido por ese mismo edificio. La información, que puede estar, por ejemplo, en forma CDMA, TDMA, o GSM, se convierte a un lenguaje de protocolo que pueda ser 15 entendido por la arquitectura del anillo (por ejemplo, SONET), y se puede encaminar a lo largo del anillo regional. Otros sistemas que se pueden emplear incluyen ATM, IP V6, W-CDMA, etcétera. Está disponible una línea de retorno por medio del STP. El plantea¬ F miento tiene la ventaja de ser económico y de proporcionar una 20 línea de retorno de muy alta amplitud de banda. Se apreciará que se puede emplear una arquitectura similar en las modalidades en donde los edificios se enlace no mediante enlaces inalámbricos sino mediante comunicaciones de microondas de banda amplia, cables de fibra, o un anillo regional. Además se puede emplear 25 banda amplia simétrica.
En todavía otra modalidad, se puede proporcionar una antena central con un enlace descendente de satélite. Esta antena central puede dar servicio a varias comunidades. Cada comunicación tiene una sub-antena que recibe una señal desde la antena 5 central. El enlace de comunicaciones entre la antena central y las sub-antenas puede ser, por ejemplo, por medio de un enlace de microondas, un enlace de radiofrecuencia, u otro enlace similar. Luego se puede conectar cada sub-antena con un STP u otra parte de un anillo regional, el cual da entonces servicio. Esto puede lá ser en especial económicamente factible, debido a que las actuales compañías inalámbricas no están restringidas en el número de torres que pueden construir. Luego el anillo regional puede conectar un número de Nodos Locales, los cuales se conectan a los usuarios por medio de los cables que son un aspecto de la 1:5 presente invención. Esta configuración se denomina en la presente como "cable inalámbrico convergido". Este sistema es análogo a una arquitectura de estrella/barra colectora, que es común en las compañías de cable. En una arquitectura o topología de estrella/barra colectora. Los 0 puntos de extremo de una red se conectan a un conmutador central común mediante enlaces de punto a punto. Desde los puntos de extremo, se proporciona una barra colectora para extender el servicio de cable, por ejemplo, hasta varias casas de una cuadra. En la presente invención, una diferencia es que la barra 5 colectora es un anillo regional. Por supuesto, también están presentes muchas otras ventajas y diferencias en la invención. Una implementación particularmente poderosa del cable inalámbrico convergido es el suministro de HDTV. Las compañías de cable actuales no pueden suministrar HDTV. La antena central y 5 las sub-antenas dadas a conocer anteriormente, sin embargo, pueden ser provistas convenientemente con suficiente amplitud de banda, en combinación con el cable de la invención, para proporcionar fácilmente HDTV desde satélites u otras fuentes inalámbricas. Una manera de distribuir HDTV u otro sistema de láJf cable, es mediante la utilización del sistema de distribución de múltiples puntos de microondas ("MMDS"), que también se conoce como servicio de distribución de múltiples canales de múltiples puntos. Este sistema utiliza transmisiones de microondas para distribuir el cable desde un solo punto de transmisión hasta 15 múltiples puntos de recepción. Estos sistemas pueden operar, por ejemplo, a 2.3 GHz. Utilizando esto y el cable dado a conocer, se puede suministrar HDTV sin compresión. También se pueden emplear otras técnicas, tales como LMDS (con velocidades hasta de 28 F GHz) , como será reconocido, aunque se ha reconocido que MMDS es 20 más fuerte con respecto a la intemperie, etcétera. Para el caso de LDMS, la frecuencia convenientemente se cambia hacia abajo hasta el régimen de frecuencia modulada, con el objeto de evitar la línea de requerimientos de visión implícitos en una señal a 28 GHz. Este cambio es todavía más importante con respecto a las 25 frecuencias más altas que se están considerando en la actualidad, por ejemplo 38 GHz. En estos sistemas, todos los canales soportados circularían alrededor del anillo regional, pero f solamente se puede enviar uno bajando por un cable hasta el usuario a la vez. Periódicamente, se enviaría la información de 5 facturación apropiada corriente arriba por medio del cable, de tal manera que se pueda cobrar al usuario su HDTV si es deseado por la estructura de facturación. Por supuesto, el sistema de cable de la invención permite tener comunicaciones completas de dos vías corriente arriba y corriente abajo. Los reglamentos de lf FCC recientes han abierto el camino para estas comunicaciones de dos vías, y el sistema de cable de la presente invención convenientemente puede utilizar estos permisos para proporcionar una línea de retorno de alta amplitud de banda. Con respecto a la facturación, se observa que la 15 invención puede proporcionar una excelente función de facturación, que en la actualidad falta significativamente en la industria. Las comunicaciones de dos vías permiten encaminar de una manera conveniente la información relacionada, por ejemplo, F con el uso de electricidad, derechos inalámbricos, uso de TV por 20 pago, descarga de archivos, tales como música o juegos, etcétera. En particuLar, el dispositivo de interfaz del usuario se puede utilizar para mantener la pista del uso de cada dispositivo conectado con el mismo por medio de las diferentes interfaces y tarjetas de interfaz. La base de datos de facturación o contabi- 25 lidad se puede localizar en el STP, el Nodo Local, etcétera. Por ejemplo, la base de datos de facturación se puede localizar en el UID de la misma manera que un medidor eléctrico se localiza en una casa. De una manera alternativa, la base de datos de facturación se puede localizar corriente arriba del STP, en una 5 localización regional o central. Además de la facturación, se podría pasar otra información importante corriente arriba, incluyendo el agotamiento o los requerimientos de servicio, los datos de espectadores y comercialización del suscriptor, anuncios que se ven, etcétera. Se pueden codificar datos de comercializa-jjfe ción relacionados con información más personal . Además se observa que estas sub-antenas pueden ser adecuadas para montarse y conectarse en los STPs para cada anillo regional. Por supuesto, los sitios celulares se pueden localizar físicamente en una torre separada, y se pueden conectar al anillo 5 regional o directo hasta el STP. Dondequiera que se monten las sub-antenas, la señal recibida se puede convertir entonces a un marco SONET/SDH (u otro protocolo) en el STP por medio del hardware, el software, o el firmware. Es decir, se puede proporcionar un protocolo IP para convertir la señal inalámbrica 0 a óptica o eléctrica. Para algún contenido, el fabricante o el distribuidor puede proporcionar un código necesario para hacer posible la descodificación. Este tipo de distribución puede ser particularmente poderosa para, por ejemplo, imágenes en movimiento, con el fin de hacer posible una distribución uniforme en toda 5 la nación.
En la Figura 3a se ve un diagrama de flujo de ejemplo del proceso de conversión. El paso 302 muestra una señal que está siendo recibida desde un satélite. Esta señal puede ser una señal de HDTV, por ejemplo. De una manera alternativa, se puede recibir 5 una señal desde alguna otra antena corriente arriba (paso 304) . La señal ee recibe en la antena central (paso 306) . Luego la señal se vuelve a transmitir a las sub-antenas por medio de un sistema tal como MMDS o LMDS (paso 308) . Las sub-antenas reciben la señal retransmitida (paso 310) , y se desmultiplexa la señal lájf (paso 312) . Entonces la señal se convierte a un marco adecuado para la transmisión alrededor del anillo regional (paso 314) . En la Figura 3a, se muestra un formato SONET/SDH, aunque se reconocerá que también se pueden emplear otros formatos. Este formato de datos puede ser, por ejemplo, óptico o eléctrico. 15 Luego se lanza el marco alrededor del anillo regional (paso 316) . Esta modalidad se puede emplear convenientemente para aplicaciones residenciales, así como para las comerciales. Por ejemplo, una aplicación residencial puede emplear el mismo F formato con un punto de transmisión centralizado hacia una 20 pluralidad de anillos regionales locales. Cada anillo regional puede tener su propio plato para recibir las señales. Regresando a la arquitectura de la Figura 3, el marco SONET alterado se puede multiplexar antes de lanzarse a la corriente de datos. En la siguiente modalidad, los datos se 25 alteran subsecuentemente a su desmultiplexión mediante el UID, y no se requiere más multiplexión. En esta modalidad, los datos se alteran en o cerca del UID. El UID se muestra esquemáticamente en la Figura 4. El cable 67, en esta figura, representa el mismo cable 67 (el extremo opuesto) mostrado en la Figura 3. La señal de ejemplo prevista para cada una de las líneas dobles es una corriente de 622 bits de tipo SDH. Por supuesto, se pueden utilizar otros tipos de señales como se conocen en este campo. Las líneas de recepción y transmisión, procesadas como pares de alambres de cables, operan F de una manera similar a la función del circuito de la Figura 3. Estos elementos operan de una manera similar hasta las zonas de memoria intermedia 71, 72 de los elementos DEMUX y MUX 171 y 172, respectivamente. Estos elementos DEMUX/MUX operan de una manera similar al circuito de más alta velocidad mostrado en la Figura 3, pero a la velocidad más baja de la corriente de bits del usuario individual-622 Mbs. Funcionan para distribuir las células apropiadas del marco SDH hacia las funciones asignadas por el diseño del sistema. De las muchas asignaciones posibles, se muestra una selección típica en la Figura 4, que involucra una interfaz de video, una interfaz de Internet, y numerosas interfaces opcionales, incluyendo interfaces para comunicaciones inalámbricas o alámbricas. El controlador de UID 173 puede ser un microprocesador o una computadora. El controlador de UID 173 también puede poner encabezados del software sobre las señales encaminadas hacia los diferentes dispositivos conectados al nodo o al mini-nodo. De una manera similar, se pueden colocar encabezados mediante el UID sobre las señales enviadas corriente arriba hasta el NID y el FID, para indicar a dónde se deben enviar las señales, así como la naturaleza de las señales. 5 Existen dos líneas de video para el usuario. Cada una de las dos está disponible como video de banda base o como una señal de radiofrecuencia adecuada para los receptores de TV existentes., Estas salidas se pueden conectar mediante enchufes o los conectores de cable de TV RG-59 comúnmente utilizados en los \ám aparatos de TV. Por supuesto, para conectar un UID digital a un televisor análogo, se requiere una interfaz de video 81 (Figura 4), la cual puede emplear un convertidor de digital a análogo 82. El convertidor 82 puede convertir las señales de televisión digitales a una forma apropiada para los televisores análogos. 15 Esto permite a los usuarios que tengan televisores análogos, utilizar el UID. El convertidor 82 puede ser, por ejemplo, una tarjeta de línea separada. La asignación de la velocidad de datos digitales para esta función puede ser cualquier nivel deseado de F uso de la capacidad de canales; sin embargo, pueden ser óptimos 20 aproximadamente 100 Mbs para cada uno en el sistema, permitiendo que se transfiera un video de muy alta resolución. También se puede emplear un sintonizador de múltiples propósitos como un módulo adicional, debido a que el mismo permite sintonizar una variedad de diferentes formatos de televisión digital. La 25 elección del programa en este sistema se hace transmitiendo a la red las instrucciones para la fuente y el programa deseados. Adicionalmente, las fuentes también pueden permitir al usuario f especificar la duración deseada. Estas instrucciones se enviarían sobre una de las interfaces de envío por medio de un simple 5 sistema de introducción con el teclado. Si se desea hará solamente recibir un tipo de transmisión de video, el usuario simplemente introduciría el número de canal del programa deseado. Esto opera como lo que se ha denominado video sobre demanda. El STP de la Figura 12 es un punto en el sistema en donde se pueden lá ejecutar estas funciones de conmutación y selección. El sistema permite que muchos proveedores de servicios entreguen sus ofrecimientos por medio del sistema. El número de selecciones posibles es tan grande como el número de direcciones posibles. Se pueden proporcionar cuando menos dos líneas de 15 Internet, cada una de una capacidad de banda amplia, que puede ser de 10 Mbs, 45 Mbs, o todavía más, dependiendo de los requerimientos del usuario y de la capacidad del ISP para proporcionar la velocidad de datos, aunque esta elección es arbitraria. Esta amplitud de banda utilizaría solamente un 0 pequeño porcentaje de la capacidad disponible de un sistema doble de 622 Mbs, y tiene típicamente 400 veces más capacidad que los mejores módems de teléfono actuales. La conexión mecánica de la interfaz puede ser uno de los formatos estándares de computadora, tal como una barra 5 colectora en serie 1394. Las líneas digitales se pueden dirigir a cualquier Proveedor de Servicio de Internet que se conecte con el sistema. El alcance de estas fuentes es considerablemente extendido por el formato basado en SDH, que hace posible la comunicación con las fuentes en cualquier punto de la red global, 5 sin importar la distancia, debido a que el formato digital no se deteriora con la distancia hasta ningún grado significativo. El sistema se muestra con seis líneas telefónicas que se conectan con la red digital por medio de las líneas de señales SDH. Los elementos de la "tarjeta de línea" suministran el ciclo \íJF de corriente directa de 48 voltios común al teléfono estándar, y también proporcionan la función de timbre de 20 Hz, y las líneas de recepción y transmisión de digitalización de voz. Las salidas de la tarjeta de línea pueden ser un hardware de teléfono estándar tipo RJ-11. 15 También se proporciona una línea inalámbrica como se muestra en la Figura 4. En esta línea, se muestra un transmisor/receptor inalámbrico 405 acoplado con el controlador de UID 173 por medio de un sistema electrónico inalámbrico opcional 407. Luego se acopla el transmisor/receptor inalámbrico 405 a un tipo 0 de antena apropiado 409. El transmisor/receptor inalámbrico 405 se puede colocar, se reconoce, en otras localizaciones del sistema también. Por ejemplo, el transmisor/receptor inalámbrico 405 se puede localizar en la localización denotada como la localización 411 o 411'. 5 Es decir, el requerimiento de posición para el transmisor/receptor inalámbrico 405 es que se coloque en donde el mismo pueda afectar a una porción de los datos en el circuito. (^ Utilizando el transmisor/receptor inalámbrico 405, el usuario puede afectar al UID por medio de una conexión inalámbri- 5 ca, tal como un teléfono celular. Por ejemplo, el usuario puede conmutar en un aparato del hogar por medio de su teléfono celular haciendo contacto con su UID por medio del enlace inalámbrico. En la localización mostrada en la Figura 4 del transmisor/receptor inalámbrico 405, el usuario afectaría o llfc alteraría los datos en un punto en el circuito corriente abajo del desmultiplexor 171, pero antes de las señales que se dividen físicamente en líneas de señales diferentes. Dependiendo del tipo de señal empleado, la alteración de los datos puede ser similar entonces a aquélla descrita en relación con la Figura 3. La 15 alteración puede presentarse en cualquier punto en seguida de la desmultiplexión. En ciertas situaciones, se puede presentar un paso separado de DEMUX/MUX antes de que la señal alcance el desmultiplexor 171. F En la localización 411, el enlace inalámbrico solamente 20 afectaría a la interfaz de video, y por lo tanto, esta localización puede tener una aplicación limitada. En la localización 411', el enlace inalámbrico podría afectar a las interfaces opcionales, a la interfaz de internet, y a las líneas telefónicas. En adición, los datos a partir de la alteración conveniente- 25 mente se podrían volver a encaminar fácilmente hasta el circuito de transmisión. La electrónica inalámbrica 407 sirve para el procesamiento adicional de la señal desde el transmisor/receptor inalámbrico 405. Por ejemplo, muchos sistemas celulares actuales emplean una forma de servicio telefónico celular digital denominado acceso múltiple de división de código ("CDMA") . El CDMA es una tecnología de espectro extendido que asigna un código a todos los bits de voz, envía una transmisión mezclada de la voz codificada sobre el aire, y reensambla la voz hasta su formato original. Esta técnica proporciona un uso muy efectivo y eficiente del espectro. Por consiguiente, la electrónica inalámbrica 407 podría ser un puerto inalámbrico dedicado que emplee un algoritmo, implementado en el software, en el hardware, en el firmware, o una combinación de los tres, para acomodar las señales enviadas en el protocolo CDMA, y puede permitir que estas señales se han traducidas al lenguaje del software del UID. Por ejemplo, un posible lenguaje del software para el UID es LINUX, y la electrónica inalámbrica 407 podría traducir, por ejemplo, el CDMA en LINUX. Por supuesto, el software también podría entonces traducir las señales al estándar para transmisión, por ejemplo de regreso hasta CDMA, para diferentes propósitos, tales como la verificación de que la señal fue recibida por el UID. Además, el módulo de enchufe podría ser reemplazado para acomodar diferentes tipos de estándares inalámbricos o perfeccionamientos.
Se observa, en las modalidades inalámbricas de las Figuras 3 y 4, que también se puede acomodar inalámbrico por f satélite. En otras palabras, se aplicarían los mismos procedimientos y métodos, excepto que las transmisiones llegarían desde, 5 y serían enviadas hasta, los satélites. Además se observa que, en cada una de estas modalidades, se podría proporcionar un "puerto estándar industrial abierto". Por ejemplo, se puede emplear una interfaz estándar de sóquets o protocolos para conectarse con el controlador 173. La lifc estructura de este puerto estándar puede variar dependiendo del consenso de requerimientos de los usuarios. Sin embargo, una vez que se define un puerto estándar, se puede emplear cualquier nivel de control. Por ejemplo, el nivel de control puede variar desde un simple control eléctrico de un dispositivo de interfaz 15 opcional, hasta un control completamente automatizado de cada dispositivo conectado al UID. Un posible puerto estándar industrial abierto puede emplear convenientemente el Firewire, por ejemplo el estándar Firewire 125_sec, que convenientemente F tiene la misma base de tiempo que SONET. Esta característica 20 permite la activación de video dirigible en el UID, es decir, permite la interactividad entre el usuario y el UID. Se observa todavía además en cada una de estas modalidades, que el cableado desde un UID hasta, por ejemplo, los aparatos dentro de un hogar, se puede realizar en una forma 25 inalámbrica. Sin embargo, es posible que las comunicaciones inalámbricas no sean eficientes para estos propósitos, y que sería preferible un enlace de radio directo, un análogo de f computadora del cual está disponible (para red de computación) en Diamond Multimedia. De una manera alternativa, los enchufes de 5 teléfono dentro de una casa también pueden proporcionar una manera conveniente de conectar dispositivos unos a otros y al UID. Consideraciones del Software El software puede ser residente en cada uno de los li componentes del sistema para operar las diferentes funciones. Por supuesto, el software se puede implementar en el hardware, en el firmware, en microcódigo, o en otros diferentes medios como se conocen. Las funciones del software incluyen cuando menos las 15 siguientes. Conversión de Señales Inalámbricas a SONET/SDH Este aspecto se discute con mayor detalle más adelante bajo las funciones del STP, debido a que es en el STP en donde se F puede presentar convenientemente esta funcionalidad. Sin embargo, 20 se observa además que el software del UID puede emplear estas características también. Por ejemplo, si se localiza un puerto inalámbrico dedicado en el UID, entonces el software puede proporcionar alguna o toda la conversión desde el modo inalámbrico hasta el lenguaje del UID, por ejemplo C++, u otro lenguaje, 25 dependiendo del procesador que controle el UID.
Encaminamiento de las Señales Dentro del Nodo Local Encaminamiento de las Señales Dentro del Dispositivo de Interfaz ,^fc del Usuario El dispositivo de interfaz del usuario requiere del 5 software para encaminar las señales como sean recibidas desde el cable hasta los diferentes dispositivos de entrada/salida. El software del dispositivo de interfaz del usuario también encamina las señales como sean recibidas desde los diferentes dispositivos de entrada/salida corriente arriba al cable, y más allá hasta el Li Nodo Local. Una importante ventaja de la presente invención es esta línea de comunicaciones de alta amplitud de banda de dos vías. Por consiguiente, el software debe incluir un conjunto de controladores para controlar las diferentes tarjetas de interfaz que den servicio a los diferentes dispositivos de entrada/salida. 15 Estos controladores deben reemplazables y actualizables . En la Figura 4 se muestra un esquema del flujo de las señales realizado por el software del UID. Un sistema análogo es el realizado por el STP. En la Figura 4a, se muestra un cable 602 F con una salida hacia un receptor 604 y un transmisor 606. Un 20 procesador de comunicaciones 608 controla al receptor 604 y al transmisor 606. El procesador de comunicaciones 608 mantiene la línea activa, realiza alguna corrección de error de marco, y desempeña la sincronización. Una memoria 610 da servicio al procesador de comunicaciones 608, y permite hacer modificaciones 25 de sus protocolos. Los datos desde el receptor 604 se alimentan a una zona de memoria intermedia 612. Para limpiar los datos en seguida de la interfaz, se proporcionan un detector 614 y un reloj derivado 616. El reloj derivado puede ser controlado por la línea de la red. Los datos limpios se desmultiplexan entonces mediante el DEMUX 618, y se distribuyen mediante el procesador de distribución 620. El procesador de distribución controla la distribución de las señales sujeto a instrucciones desde la interfaz general 622. Esta interfaz general 622 puede ser comparable con el puerto estándar industrial abierto mencionado f anteriormente en relación con el controlador de UID 173. Se pueden almacenar instrucciones únicas del usuario generalizadas en una memoria 624, la cual dé servicio al procesador de distribución 620. Luego el controlador de barra colectora 626 puede encaminar las señales hasta las tarjetas de interfaz 628, 630, 632, etcétera. En el lado de transmisión, una zona de memoria intermedia 634 y un multiplexor 636 se proporcionan para preparar los datos antes de su lanzamiento sobre el cable 602. También se puede proporcionar un circuito de corrección de error 638. Se pueden proporcionar un número de controladores genéricos 0 para cada una de las diferentes tarjetas de interfaz. Control de Calidad por Medio de las Comunicaciones con el STP El STP puede interrogar periódicamente a los UIDs para asegurarse de que estén funcionando apropiadamente. Si no lo están, se puede producir una alerta de servicio. De una manera 5 alternativa, las comunicaciones entre el STP y el UID pueden permitir la transmisión de datos entre los dos, tal como para llevar el registro o para las funciones de mantenimiento de libros. Adjuntando Direcciones a los Paquetes de Salida 5 El software dentro del UID elimina esencialmente las funciones de los ISPs de la actualidad. El software agrega encabezados a los paquetes de salida, es decir, toda la información de encaminamiento necesaria para que se envíe un paquete de datos, por ejemplo, sobre la internet, a un receptor. En otras láft palabras, el UID prepara el mensaje, de tal manera que el mensaje esté en condiciones para ser procesador por un encaminador hacia el destinatario pretendido sin requerir de un procesamiento adicional. La dirección no se tiene que agregar ni modificar o sustraer con el objeto de entregar el mensaje. Los encabezados 15 también pueden incluir, por ejemplo, una estampa de tiempo y la dirección del remitente. De esta forma, los conceptos empleados en SDH se toman todo el camino bajando hasta el usuario. En A particular, todo el marco está siempre disponible para el usuario. Por consiguiente, el sistema es similar al servicio 20 diario actual. No es necesario hacer filas. El usuario ve la red de distribución directamente desde el UID, opuestamente a estar separada, por ejemplo, por un ISP. Primero se describe un paquete de datos. Un paquete de datos es mucho más que solamente una carga útil, aunque esa puede 25 ser la mayor parte del paquete. Antes de la carga útil, se colocan un número de encabezados. El primer encabezado puede ser el encabezado TCP/IP, seguido por el encabezado UID, seguido por 1^ la carga útil del UID. La carga útil TCP/IP es idénticamente la combinación del encabezado UID y la carga útil UID. 5 El UID puede funcionar para colocar estos encabezados en la carga útil, por ejemplo el encabezado SONET, el encabezado TCP/IP, y el encabezado UID, de tal manera que no sea necesaria una modificación adicional del paquete para hacer posible que se transmita a su receptor pretendido. Para las funciones sub-UID, íJF tales como para conmutar en los aparatos dentro de un hogar, los encabezados para ocasionar estos comandos se localizan dentro de la carga útil, y se denominan "sub-encabezados" . El UID puede colocar encabezados en la carga útil empezando en las tarjetas de interfaz. Este aspecto del encabezáis do describe desde cuál dispositivo vinieron los datos. En un punto corriente arriba de esto, tal como en el procesador de distribución o en el multiplexor, se puede poner otro encabezado si es necesario, denotando el UID desde donde vinieron los datos. Se puede colocar un encabezado TCP/IP adicional, como se da a 0 conocer, por ejemplo, en Cisco TCP/IP Routing Professional Reference, por Chris Lewis (McGraw Hill 1998), páginas 29-40, que se incorpora a la presente como referencia. Funciones de Facturación/Cuenta Las funciones de facturación y cuenta realizadas por el 5 software ya se han mencionado anteriormente. Estas incluyen monitorear cualquiera y todos los dispositivos conectados al UID para determinar una variedad de parámetros, incluyendo el uso de f energía, el tiempo utilizado, etcétera. Por ejemplo, en una situación de TV de pago por ver, el software puede permitir que 5 un usuario de 5 minutos vea previamente una característica seleccionada. Si el espectador mantiene ese canal activado durante más de 5 minutos, o regresa al canal después de la conclusión del período de vista previa, se puede dirigir al software para adeudar la cuenta del espectador por la cantidad de llfc dinero prescrita. Estas funciones de facturación y cuenta no necesitan ocurrir en el UID, sin embargo. Se pueden presentar en el STP, en el Nodo Local, o cualquier combinación de los mismos. Las funciones de facturación y cuenta se pueden emplear 5 para rastrear los datos para comercialización, como se describió anteriormente. Se puede mantener información con respecto a la demográfica de consumidores y a las tendencias de compra. Entonces se puede emplear comercialización dirigida para vender a los consumidores previamente seleccionados. 0 Funciones del Software STP Muchas de las funciones proporcionadas por el software en los niveles del Nodo Local o UID, también se pueden incorporar en el software localizado en el STP. Por ejemplo, se puede emplear el software en el STP para colocar los encabezados de 5 dirección en los paquetes de datos de salida o en los marcos para identificar el anillo regional desde donde surgieron. En este sentido, el STP actúa como un ISP del día actual. f Para que los datos viajen en la dirección opuesta, se puede emplear el software de encaminamiento para lanzar los 5 marcos de datos alrededor del anillo regional. Para la redundancia, se pueden lanzar marcos duplicados alrededor del anillo regional en direcciones opuestas. Un marco llega al Nodo Local deseado. El otro puede llegar atrás al STP. Luego el software STP puede separar este mensaje duplicado e impedir que se envíe a íJF cualquier otra parte. En el caso en donde se reciban mensajes duplicados en el Nodo Local, y se permita que los mismos viajen hasta el UID, el software del UID puede separar uno de los dos mensajes de entrada. También se observa que los marcos duplicados redundantes enviados por el STP son monitoreados por el software 5 para detectar un rompimiento o corte en una línea de fibra. Si se detecta tal rompimiento o corte, se puede enviar automáticamente una alerta de servicio al proveedor del servicio. En el caso en donde el STP se acople con una antena central o una sub-antena, como se utilizan esos términos 0 anteriormente, también se puede emplear el software del STP para convertir las señales inalámbricas o de satélite de entrada a marcos u otros formatos, por ejemplo mediante los protocolos IP. Por ejemplo, los marcos pueden ser marcos SONET/SDH, o pueden emplear el formato ATM. El software del STP también puede 5 realizar una conversión inversa cuando se vayan a enviar marcos desde el anillo regional de regreso hasta el dominio inalámbrico. En este caso, el software del STP puede colocar un encabezado inalámbrico sobre los datos inalámbricos, u otro encabezado como sea requerido por el protocolo de comunicaciones inalámbricas 5 empleado. En una modalidad alternativa, se puede transmitir una variedad de tipos de señales inalámbricas mediante un STP, en lugar de solamente una. Estas pueden incluir CDPD, IP inalámbrico, u otros protocolos, como se han enumerado en cualquier otra parte de esta divulgación, u otros protocolos similares. ] F Anteriormente se observó que el STP proporciona transmisión múltiple. Esta posibilidad de transmisión múltiple permite la conexión de cualesquiera dos usuarios dentro de un anillo regional sin la necesidad de enviar un mensaje o paquete de datos desde los usuarios afuera del anillo regional. 15 Consideraciones de Señales y Requerimientos de Desempeño Varios requerimientos de desempeño mayores son importantes para un sistema de cable de conexión local de red de conformidad con una modalidad de la presente invención. Las F pérdidas de la transmisión de línea óptica serán muy pequeñas 20 inclusive para la más larga de estas conexiones locales. Poco más puede afectar las señales ópticas, cortas de un daño físico por la intemperie, el agua, o las ardillas siempre presentes que parecen favorecer los cables para roer. Sin embargo, en el modo de cable eléctrico - para el uso de banda amplia - las limitacio- 25 nes de desempeño más significativas dependen primordialmente de qué tan bien funcione un sistema de cable con respecto a estos tres principales factores de corrupción de señales: 1) Pérdida de transmisión del sistema de cable y propiedades de tiempo de demora, particularmente a las frecuen- 5 cias más altas (HFTL) . 2) Rechazo de interferencia electromagnética del protector del sistema de cable de las líneas de señales (EMIR) . 3) Ruido entre las líneas de envío y recepción (XTLK) . l jf En los esfuerzos de ingeniería de la técnica anterior, el empuje principal con los sistemas de cable de comunicación eléctrica estaba dedicado a obtener bajas pérdidas de transmisión sobre una amplitud de banda tan ancha como fuera posible. La necesidad de una pérdida de transmisión muy baja se presentó por 15 la modalidad análoga que dominó los métodos de transmisión de información del pasado. Debido a que las señales análogas se amplificaban repetidamente después de perder energía en cada ramal de unas cuantas millas de su jornada, se degradaba la F proporción de la señal al ruido. Mientras más largos eran los 20 tramos y más recorría el equipo, mayor era la posibilidad de tener habla cruzada y ruidos de interferencia entrando a las señales. Con el desarrollo de la teoría de la información moderna, llegaron a quedar claras las ventajas de la transmisión de señales digitales. Este nuevo entendimiento, junto con la 25 codificación de corrección de error digital que llegó a ser posible, revolucionó las ideas de los diseños de los sistemas de comunicación. Como resultado, las técnicas de hardware empleadas cambiaron radicalmente y rápido. Por ejemplo, en 1997, virtualmente todos los canales de comunicación empleaban técnicas 5 digitales, cuando menos en las porciones inter-oficinas y de largo alcance de sus líneas. En los días análogos, las principales preocupaciones eran el deterioro de la señal al ruido y el incremento en otros ruidos (distorsión y habla cruzada) , con la distancia que recorrían las señales. Los modernos sistemas lffe digitales esencialmente no se deterioran de esa manera, inclusive cuando sean desafiados por la distancia de dar la vuelta al mundo. Una vez en el dominio digital, las reglas para la definición de los requerimientos de transmisión de los sistemas de cable cambiaron radicalmente. 15 La pérdida de transmisión de señal y el desenrollado de alta frecuencia (HFTL) no son juzgados por sí mismos, sino más bien en relación con otros dos factores: ^^ 1) la cantidad de energía de ruido interno en el sistema, y 20 2) la proporción de la energía de la señal a las otras dos energías corruptoras, EMIR y XTLK. Es relativamente fácil corregir inclusive la pérdida sustancial o el desenrollado de alta frecuencia y demorar la dispersión, que es razonablemente estable o cambia sólo lentamen- 25 te a través del tiempo. Una porción de estos problemas se puede superar mediante la igualación adaptable de la respuesta del sistema. Como tal, inclusive una gran amplitud de banda se puede ife enviar sobre un sistema de cable muy flojo. Los igualadores adaptables u otros correctores de señales de "filtro acoplado" 5 son parte de la mayoría del equipo de terminales de señales moderno, tal como los módems de computadoras personales ubícuitos que hacen posible la comunicación telefónica de datos. Debido a que virtualmente toda la información que se va a comunicar en cualquier nuevo sistema será de una forma digital, el procesa- l^? miento confiable de la información de señales se reduce hasta la capacidad del equipo para diferenciar razonablemente entre un "uno" y un "cero" por medio de un detector o discriminador de señales. El nivel de pérdida de señal o los defectos de respuesta de alta frecuencia se superan adicionalmente siempre que la señal 15 sea sólo moderadamente corrompida por el ruido, la agitación, la interferencia, y/o el habla cruzada. La señal digital binaria se puede regenerar completamente con este detector de señales, A restableciendo de esta manera la energía de la señal pico bien arriba del ruido y el habla cruzada en la posición de la línea en 20 donde se haga esto. Por consiguiente, la proporción de la señal al ruido (S/N) llega a ser una primera y más importante parte de cualquier nueva especificación de sistema de cable de la "última milla" . Este comportamiento de la proporción de la señal al ruido es dominantemente un resultado de las capacidades del sistema de 25 cable para rechazar la interferencia (EMIR) , y para minimizar el habla cruzada (XTLK) entre los enlaces de envío y recepción dentro del sistema de cable. La novedosa configuración cuádruple |A de esta divulgación resuelve las necesidades en estos factores, permitiendo longitudes de tramos sustanciales antes de que se 5 requiera la acción del regenerador. La tecnología de circuitos integrados moderna permite que estos dispositivos se hagan suficientemente pequeños y de bajo costo, para que se puedan incorporar en el cable de un pequeño canal difícilmente más grande que el diámetro del cable. El sistema dado a conocer m emplea estas técnicas para proporcionar un margen sustancial en el desempeño sobre el medio ambiente de ruido variable que confrontan las redes de la actualidad. Energía de la Señal Es poco probable que una cantidad práctica de energía 15 de la señal, sea una seria barrera, como lo demuestra lo siguiente. Para estimar la cantidad de energía de señal requerida en el aspecto eléctrico o análogo del sistema de señalización para una A buena función de comunicación, el primer factor que se debe considerar es el ruido interno mínimo que puede tener un sistema. 20 La energía de ruido interno en exceso del ruido térmico irreducible en las terminales de entrada del receptor, establece el límite inferior sobre cualquier nivel de ruido del sistema. Esta medida se puede expresar en una forma independiente de la amplitud de banda de trabajo del sistema mediante una "Cifra de 25 Temperatura de Ruido de Entrada Equivalente". Como una buena manera para cuantificar este parámetro, primero se mide la salida de energía de ruido del sistema cuando se alimenta en la entrada f desde un resistor de fuente de temperatura caliente conocida, luego en una segunda medición se conecta esa entrada con un 5 resistor de temperatura mucho más fría conocida (eléctricamente equivalente) . Comparando la proporción resultante de los dos niveles de energía de salida con la proporción conocida de la energía de ruido en las fuentes de los resistores caliente y frío, se permite contabilizar apropiadamente la contribución llfe hecha por el ruido interno del sistema. La energía del ruido térmico en cada uno de los dos resistores de prueba está en proporción directa con sus temperaturas absolutas, siendo la energía del ruido térmico de 4 kT, en donde k es la constante de Boltzmann, y T es la temperatura absoluta en grados kelvin. La 15 diferencia entre la proporción de energía de la fuente caliente/fría conocida y la medida en la salida del sistema, es una medida excelente y precisa de cuánto ruido agrega el sistema a la A entrada de la señal. Cuando se ve de esta manera, un sistema eléctrico de banda amplia típico tendrá un "piso de ruido", que 20 está bien debajo de un valor que es de 10 dB más que aquél de un resistor de fuente de temperatura ambiente. En los sistemas de trabajo del mundo real, el diseño del sistema de cable de conexión local solamente debe permitir que el nivel de energía corruptora a partir de EMIR y XTLK se 25 agregue relativamente poco al piso de ruido del sistema. Por ej emplo, un muy buen desempeño del sistema de cable en EMIR y XTLK puede contener esta corrupción de señal hasta un valor no ^fc mayor de 10 dB más que el piso de ruido del sistema propuesto de +10 dB. La energía requerida para las señales se puede calcular 5 entonces definiendo la amplitud de banda de trabajo y la proporción de la señal al ruido mínima del sistema: 10 Una proporción de la señal al ruido deseada puede ser, por ejemplo, de 50 dB, que proporcionaría un muy bajo índice de error de bit para inclusive los usos más demandantes. íJF 20 La amplitud de banda puede ser de 1 Gigahertz. Entonces se puede calcular la energía requerida como sigue: la energía de ruido total es la suma de la Cifra de Ruido, alimentación de EMIR, y XTLK. El valor de ejemplo asumido fue de 20 dB sobre el ruido térmico. El ruido térmico ambiental (4kT) es de aproximadamente 1.65 x 10"20 vatios por hertz de amplitud de banda, que se incrementa 100 veces por la asunción del ruido de +20 dB, y además se incrementa por la amplitud de banda del sistema, de modo que la energía de ruido de entrada equivalente total del sistema llega a ser de 1.65 x 10~20 x 102 x 109 = 1.65 x 0 10~9 vatios. Para una proporción de la señal al ruido de 50 dB, la energía de la señal se debe elevar arriba de este valor por 50 dB (105 veces = 1.65 10~4 vatios de energía de la señal). Por consiguiente, la energía necesaria de la señal es solamente de 0.165 milivatios muy moderados (-7.8 dBm) . 5 Inclusive asumiendo que la EMIR y la XTLK tengan un nivel mucho mayor de, digamos, +30 dB (en lugar de solamente +10 dB) sobre el piso de ruido práctico descrito, el sistema todavía f necesitaría sólo un pequeño nivel de energía de señal, justo +12 dBm o aproximadamente 16 milivatios. Este nivel de energía más 5 grande pero todavía muy modesto, requeriría apenas una señal de 1.3 voltios a través de la impedancia de transmisión eléctrica nominal del ejemplo del cable de la invención (aproximadamente 100 ohms) . Estos números representan una energía más baja por unidad de amplitud de banda que las clases de niveles de energía \áF de señal empleadas en los circuitos de conexión de frecuencia de voz análogos más antiguos, que como clase, tienen una eficacia de energía del sistema mucho más pobre. Los sistemas análogos más antiguos con frecuencia utilizaban un estándar de operación de -8 dBm de energía de la señal (aproximadamente 0.16 milivatios) en 15 una amplitud de banda de 10 kilohertz. Si se utilizara esta eficacia de energía tan baja para la amplitud de banda de un Gigahertz del ejemplo anterior, entonces las necesidades de ». energía de la señal saltarían hasta +42 dBm o aproximadamente 16 vatios (una densidad de energía de 16 nanovatios por hertz de 0 amplitud de banda) . Inclusive el ejemplo del sistema digital más ruidoso (interferencia de +30 dB) opera con un uso miles de veces más efectivo que la energía de la señal (solamente 16 picovatios por Hertz) .. Estos ejemplos de sistemas de cables no tomaban en cuenta las pérdidas en el sistema de cable, o cualquier desenro- 5 llamiento de respuesta de alta frecuencia. Algunas de estas pérdidas desenrollamiento ocurrirán y se pueden compensar fácilmente elevando tanto el nivel como la respuesta de frecuen- l^k cía en el transmisor de señales, y corrigiendo el balance de los déficits con una elevación similar en la respuesta del sistema 5 receptor. Como es en general el caso, si la mayor parte de la pérdida llana y el desenrollamiento de alta frecuencia también operan sobre los EMIR y XTLK corruptores, entonces estos factores no afectarán tanto a la proporción de la señal al ruido. Este planteamiento ha funcionado razonablemente bien en los sistemas láF prácticos. En el ejemplo anterior, se utilizó una proporción de la señal al ruido muy conservadora de 50 dB, y no se consideró el papel extremadamente importante que tendría la codificación de corrección de error en la producción de un nivel adecuadamente bajo de corrupción de señal. La codificación de corrección de 15 error de los sistemas SONET o SDH utilizada por la mayoría de los sistemas de comunicación digital del mundo, no requeriría una proporción de la señal al ruido tan buena, siendo suficientes 30 ^ dB para los errores triviales en la mayoría de las aplicaciones. Agregando a este repertorio de mejoras el uso de la regeneración 20 de señales digitales, se puede diseñar un desempeño para un nivel muy alto realmente con sólo un uso modesto de regeneradores. En cualquier buen diseño del sistema, la inmunidad del ruido será la mayor limitación. En estos ejemplos, hay mucho espacio para ajustarse a cualesquiera demandas del sistema real. La cuestión 25 mayor para el sistema de cable de la "última milla" es la de los efectos de EMIR y XTLK que deben resolver efectivamente los buenos diseños. Es a partir de estas clases de corrupción de f señales que las plantas externas de teléfonos existentes (cable de "par de alambre de cobre") desarrollan sus limitaciones 5 fatales, dando como resultado la obsolescencia mencionada anteriormente. Estos sistemas de cable más antiguos no pueden proporcionar a la multitud de usuarios suficientes señales de banda amplia, debido a los excesivos problemas por las XTLK y EMIR. líJF Pérdidas d& Energía y HFTL Si el material de aislamiento utilizado en un diseño de cable se selecciona a partir de los mejores materiales plásticos modernos para el rango de frecuencia debajo de 1 GHz, el HFTL de los cables de diámetro pequeño es primariamente controlado por 15 las pérdidas del conductor del cable, que a altas frecuencias son dominantemente el resultado del "efecto de piel" en los conductores . g^ El efecto de piel ha sido conocido durante mucho tiempo en la técnica. La aparente resistencia vista por la corriente 20 alterna que fluye sobre (o dentro) un conductor se eleva sustancialmente arriba de la resistencia de corriente directa del conductor. Las ecuaciones de descripción muestran que, para frecuencias arriba de un valor inversamente relacionado con el diámetro de este conductor, el efecto llega a ser significativo. 25 Para ocasionar que la corriente fluya más y más solamente dentro de una ligera profundidad en la superficie del conductor a medida que se incrementa la frecuencia empleada. Para los conductores de f tamaño muy grande, estos efectos son aparentes inclusive a frecuencias de energía (de 50 Hz) . Las primeras investigaciones, 5 que se iniciaron en el siglo 19, se presentaron debido a las pérdidas inesperadamente altas encontradas en los grandes sistemas de cables de transmisión de energía de corriente alterna. En los conductores más pequeños, el efecto de piel llega a ser muy significativo en el rango de megahertz. En el material llfe conductor normal (por ejemplo, cobre), la mayor parte de la corriente fluye solamente en una capa delgada ("piel") de menos de unas cuantas milésimas de pulgada. Este espesor aproximado es proporcional al recíproco de la raíz cuadrada de la frecuencia de la corriente, reduciéndose de esta manera en la profundidad 15 relativa de la piel hasta una décima para un incremento de 100 en la frecuencia utilizada. La "profundidad de la piel" se considera como la profundidad a la cual la corriente ha llegado a ser 1/e * (aproximadamente el 37 por ciento) del valor de corriente total. Para el material conductor de cobre no magnético (permeabilidad 0 relativa = 1), una fórmula de ingeniería comúnmente utilizada para calcular la profundidad de la piel es: d=2.6*f 0.5, en donde d está en 1/1000 pulgada (milésima), y f es la frecuencia en megahertz (MHz) . F d 5 @ 1 MHz 2.6 milésimas; @ 10 MHz, 0.822 milésimas; @ 100 MHz 0.26 milésimas; g @ 1 GHz 0.082 milésimas El efecto de piel se ha analizado de diferentes 5 maneras, pero los análisis de la técnica anterior comparten un defecto fundamental importante. Carecen de una base causal, fracasando al considerar una corriente alterna que se inicia rápidamente desde una condición de corriente cero. Un planteamiento diferente, sobre el cual se pueden apoyar algunos aspectos llfe de esta invención, empieza considerando el efecto de piel que se presenta a. partir de un proceso de propagación de energía electromagnética hacia adentro del medio altamente conductor del conductor. Una corriente inicial debe propagarse hasta el conductor para poderse conducir. 15 Por consiguiente, es necesario considerar el efecto de piel como un proceso que se presenta por la necesidad de la propagación de onda, en lugar de los conceptos de estado casi continuo que llegan a ser difíciles de racionalizar para los fenómenos de alta frecuencia, y especialmente para la propagación 0 de señales en los cables. (Una referencia de estudio del efecto de piel es: H. B. G. Casimir y J. Ubbink, un documento en tres partes en The Philips Technical Review, 1967, Volumen 28, números 9, 10, y 12) . En un sistema de cable de comunicación eléctrica, la 5 energía fluye a través del espacio en el cable también, trabajan- do solamente con los conductores en los límites espaciales del cable. Visto de esta manera, los conductores operan mucho más como espejos que como conductores de energía. Esta perspectiva se describirá más completamente a medida que se detalle más adelante la construcción del sistema de cable de la invención. Por razones mecánicas, es necesario que el espacio adentro del cable se rellene con alguna sustancia aislante. Esta sustancia tampoco debe tener una resistencia disipativa o efecto interruptor al flujo de la energía electromagnética, o producirá pérdidas de energía o extensión de la energía en el tiempo. Estos materiales aislantes (por ejemplo, dieléctricos) pueden tener altas pérdidas de frecuencia, y muchos materiales las tienen. Por ejemplo, los hornos de microondas se apoyan en estas pérdidas para calentar y cocer. Hay materiales plásticos modernos disponibles que no 15 muestra una pérdida significativa en el rango de interés aquí (debajo de 1 GHz) . La clase de termoplásticos disponibles permiten tener métodos de fabricación económicos, y tienen fl pérdidas dieléctricas suficientemente bajas para permitir que la imagen de pérdida siga siendo en gran parte el resultado de las 2C pérdidas resistivas en los elementos conductores de la línea. En los esfuerzos por minimizar la resistencia del efecto de piel, se ha utilizado una técnica para la redistribución de la corriente hacia muchos pequeños conductores. Mediante el empleo de una gran área superficial total, es posible mantener 25 un nivel práctico de pérdidas cuando se conduce corriente de alta IjMitfi^ditt----------- frecuencia. Los esfuerzos por realizar esto son ejemplificados por el desarrollo del alambre "Litz", y otros intentos similares 1^ en el cableado, junto con muchas pequeñas hebras aisladas unas de otras para formar un alambre o cable conductor compuesto. Aunque 5 al principio no se aprecia completamente durante el desarrollo de estos cables, la proximidad de una hebra con otra hace que el campo magnético de corriente alterna de cada alambre induzca una "corriente parásita" en los alambres adyacentes, desviando de esta manera la corriente de cada alambre desde las regiones á! adyacentes próximas de las hebras. Este "Efecto de Proximidad" incrementa mucho la resistencia aparente de corriente alterna, de tal manera que, a una frecuencia suficientemente alta, se revierten finalmente las ventajas de la construcción Litz, llegando a ser más pobre que un conductor sólido de un diámetro 15 total comparable. En otras palabras, una construcción "Litz" dada puede mostrar una mejora sobre algún tramo de frecuencia, pero a una frecuencia justo unas cuantas veces el centro de su rango de ^ mejora, el cable Litz estándar llegará a ser peor que un solo alambre sólido de la misma resistencia de corriente directa del 20 conductor. Los conductores anulares (tubulares) hechos de alambres aislados separados, minimizan la pérdida del material conductor a altas frecuencias, pero los conductores adyacentes que los componen todavía muestran algún efecto de proximidad. Para combatir adicionalmente estos problemas de proximidad, se ha 25 utilizado la transposición de los alambres, de tal manera que los alambres sigan un patrón reentrante o hilado que rompa la proximidad de unos con otros. Estos esquemas tienen algún valor 1^ sobre un rango de frecuencia limitado. Se requiere algo mejor para un rango de longitud de onda ancha. La proximidad de un 5 conductor con otro llega a ser un problema limitante a medida que la frecuencia alcanza el rango de decenas o cientos de megaHertz. Proporcionar XTLK Baja - en un Solo Cable Se podrían emplear dos cables separados para reducir la XTLK entre las líneas de envío y recepción, si el protector de lfc cada línea pudiera ser suficiente para evitar la interacción. Entonces esto pone la carga de XTLK de regreso sobre el protector. El protector nunca puede ser perfecto, y las limitaciones prácticas todavía requerirán de una estructura más bien pesada y rígida, si el objetivo es una alta atenuación de protección. Con 15 dos cables, esta necesidad se debe confrontar con cada uno de un par. El costo global y el peso se incrementan entonces dramáticamente, y se reduce la flexibilidad mecánica. La presente invención evita el problema por su planteamiento de poner ambas líneas eléctricas dentro del mismo sistema de cable (adentro del 0 mismo protector) . Este nuevo planteamiento unifica la provisión de la función de protección del sistema de cable (EMIR) , y XTLK, perfeccionando la simetría de la configuración cuádruple novedosa de la invención, y mediante el papel novedoso de la estructura de "tipo protector" circundante. Entonces el papel del protector es 5 mantener hasta un nivel satisfactorio el ingreso de EMIR, beneficiándose el sistema dado a conocer por el rechazo excepcional de la energía de ingreso debido al balance con que se desarrolla la verdadera ortogonalidad de las dos líneas en la configuración cuádruple. El novedoso encamisamiento del cable proporciona uniformidad de los campos penetrantes. Proporción de la Señal al Ruido y Regeneración para Señales Digitales Lo anterior ha demostrado que se pueden manejar S/N, XTLK, y EMIR de una manera particularmente bien mediante las f características novedosas del cable de esta divulgación, como se explica coa detalle más adelante. Para las señales digitales, todavía otro parámetro conocido en la técnica mejora el funcionamiento del sistema. Con las señales digitales, llega a ser posible regenerar la señal a alguna distancia bajando por el 5 cable de transmisión, en donde las influencias corruptoras no hayan llecfado a ser significativamente alteradoras para la confiabilidad de los datos. Estos es particularmente conveniente con los simples datos binarios o sin retorno a cero (NRZ) . Como lo han demostrado las discusiones con respecto a la energía de la 0 señal, para cantidades solamente modestas de energía, la proporción de la señal al ruido puede ser muy sustancial. El binario o NRZ toleran cantidades modestas de ruido, produciendo errores de datos triviales. Por consiguiente, se puede colocar un regenerador de señales, de tal manera que su umbral lea precisa-5 mente el centro de la señal denominada de "ojo". Al evitar largos tramos de ceros o unos, los códigos de línea utilizados por los sistemas SDH/SONET, tales como B3ZS, permiten fácilmente que se recupere una señal de reloj dentro de este sistema detector, que además mejora la confiabilidad de la detección de las señales digitales. La colocación de este sistema regenerador en un punto a alguna distancia bajando por la longitud de un cable, regenera completamente la señal debilitada, restableciendo una gran proporción de la señal al ruido. El tener este "arranque fresco", con mucho más energía que la señal atenuada en ese punto, se eleva el nivel de la señal bien arriba de tanto el ruido del sistema como el habla cruzada (XTLK) . Este esquema de regeneración se puede emplear debido a que, para una proporción de la señal al ruido mayor que solamente 20 a 30 dB, los índices de error pueden llegar a ser negligibles en los sistemas prácticos. Esta capacidad se puede utilizar en ambas direcciones de transmisión, anulando efectivamente una gran porción de cualquier deterioro de señal en los tramos de cable en donde la corrupción sea manejablemente pequeña, debido a que está fácilmente disponible la cantidad moderada de energía para la nueva señal regenerada "limpia". Los diseñadores pueden elegir el punto en donde se haga esta restauración. Los circuitos integrados se conocen en la materia, y están disponibles en un funcionamiento adecuado para las velocidades de señales consideradas. Estos dispositivos contienen los detectores de disparo de umbral de modo diferencial (que tienen alguna histeresis útil), y el posicionamiento a reloj del umbral de decisión para sincronizarlo con el denominado "centro del ojo". Se puede fabricar un sistema regenerador doble que sirva a. cada una de las dos líneas en un paquete muy pequeño, 5 inclusive considerando la necesidad de protegerlo de la estática y de las descargas eléctricas. Este paquete se puede incorporar en el cable de la Ultima Milla en un pequeño canal difícilmente más grande que el cable mismo. Los conductores en el cable que permiten esta operación de regeneración que se va a realizar \íJF repetitivamente, inclusive en un tramo de cable largo, pueden transmitir fácilmente la energía de corriente directa requerida para estos módulos del sistema regenerador. El uso de los conductores eléctricos del cable para transmitir la energía del sistema para otras necesidades del sistema, tales como mantener 15 el UID operativo, se considera como una parte de la función del diseño del sistema de cable de la última milla. Este planteamiento permite que se extienda la aplicación de este cable novedoso A hasta longitudes fácilmente capaces de dar servicio a los requerimientos típicos de la última milla, y para proporcionar un 20 sistema que funcione sin apoyarse en cualquier otra fuente de energía que pueda no ser tan confiable como la suministrada por la red. Este requerimiento de confiabilidad se ve como esencial para el alto nivel de uso continuo que proporciona el sistema a los usuarios de la red. 25 Estructura La invención proporciona el sistema de cable de conexión de la "última milla", equipando a los usuarios de los sistemas de comunicación en red con líneas eléctricas independientes de dos vías de un desempeño de amplitud de banda 5 equivalente, así como proporciona fibra óptica para las necesidades actuales y futuras. Se eligió la configuración cuádruple, debido a que, fundamentalmente, las dos líneas eléctricas pueden ser completamente no interactuantes . Lo que esto demanda es simplemente una simetría muy buena. La simetría es el atributo llfe que tiene un papel muy importante tanto en la ortogonalidad de las dos líneas (rechazo de XTLK), como en la capacidad de cada una de las líneas para rechazar la interferencia electromagnética . Las Figuras 5 y 6 muestran, en sección transversal, una 15 forma general que podría tomar esta configuración cuádruple novedosa de cuatro conductores. En la Figura 5, se deben alcanzar posiciones eléctricas sustancialmente exactas para cada uno de cuatro conductores 71, 73, 75, 77, y si se centra un conductor de F "protector" circundante 79, y está uniforme en sus propiedades 20 electromagnéticas alrededor de la circunferencia (sobre las frecuencias de interés) , entonces los dos pares estarán precisamente en una nulidad de inducción de uno hacia el otro. Debido a que son los campos electromagnéticos de cada uno de los pares los que son de interés, el grado de balance o simetría logrado puede 25 ser evaluado midiendo la capacitancia desde cada conductor hasta el protector y hasta cada uno de los otros conductores. El grado de acoplamiento es una medida del "balance" o simetría inductiva f así como capacitiva de este conjunto. Luego el habla cruzada es suficientemente pequeña, y cada uno de los dos pares se puede 5 operar de una manera sustancialmente independiente del otro. Este aspecto es lo que atrae nuestra atención para el sistema de banda amplia de d.os vías y de dos líneas. El método mediante el cual se logra esta simetría incluye un posicionador especialmente moldeado como se da a conocer en seguida. llfe La Figura 6 muestra con mayor detalle una vista en sección transversal de un cable híbrido anular cuádruple. Los cuatro conductores 71, 73, 75, y 77 se muestran como en la Figura 5. También se muestra el conductor de protector circundante 79, simétrico con los cuatro conductores. La Figura 6 muestra los 15 canales amortiguadores 81, 83, 85, y 87 que pueden soportar una o más fibras ópticas. Un posicionador o aislador de soporte de conductor anular 89 proporciona la estructura a través de la cual pasan los conductores 71, 73, 75, y 77. La construcción del F posicionador 89 se describe en seguida. 20 Se puede emplear un gel de relleno 91 que rodee a cada canal amortiguador 81. Los tipos de geles de relleno que pueden ser apropiados incluyen compuestos superabsorbentes, tales como geles basados en petróleo. Estos compuestos sirven cuando menos para dos propósitos. Uno es mantener las fibras de vidrio 25 contenidas en los mismos para que no sean corroídas por el aire.
Otro propósito es proporcionar lubricación para jalar los alambres a través del cable. (A Se acumulan otras ventajas con la adición de un torcimiento a la estructura interna cuádruple del conductor, de 5 tal manera que las líneas a lo largo de la estructura de aislamiento y posicionamiento central y los conductores forman una hélice bajando por el tramo del cable, digamos, de una a dos vueltas por pie de longitud del cable. Esta configuración tiene la propiedeid útil de que cuando se alimenta apropiadamente desde {? una fuente balanceada, y se termina en un receptor balanceado, cualesquiera campos que penetren uniformemente a los conductores internos no ocasionarán un flujo de corriente neta en cualquier par. El uso de pares torcidos es conocido. Sin embargo, la ventaja para la configuración helicoidal de la invención es que 5 la EMIR de la invención se mejora hasta el mismo grado en que se minimiza su XTLK. Por consiguiente, en el sistema de cable de la invención, la reducción de XTLK también reduce el ingreso de ruido indeseado de la contaminación electromagnética ubícuita en los medios ambientes modernos. La función del "protector" en la 0 configuración de la invención, no solamente es atenuar la energía de interferencia, sino también simetrizar la transmisión electromagnética de los campos de ingreso mediante la distribución de la energía fugada simétricamente hacia la estructura cuádruple interior bien balanceada. 5 El balance del cuádruple rechaza mucho la energía que atraviesa. El término "protector", como se utiliza en la presente, se refiere al comportamiento de la estructura circun- ') dante, y no al uso común que implica simplemente una barrera de energía. Estas barreras siempre son imperfectas, y siempre se 5 permea algo de energía. Este planteamiento de simetrizar el protector para mejorar la EMIR es un método novedoso para acabar con los niveles actualmente crecientes de EMI que son difíciles de manejar de otra manera. El grado de este rechazo hecho posible mediante la estructura de precisión de la presente invención, no se ha logrado mediante la técnica anterior conocida por los inventores, que buscaba un rechazo sustancial de interferencia, inclusive después de hacer un uso extenso de protectores más bien pesados en sus diseños de cables. Diseño del Simetrizador Interno 5 La invención utiliza un simetrizador interno que rodea al cable cuádruple. Por supuesto, un experto en la materia reconoce que no se requiere el cable cuádruple por sí mismo. Las estructuras dadas a conocer como rodeando a los cables se pueden emplear para cables cuádruples duales, cables coaxiales, 0 etcétera. La estructura del simetrizador interno se muestra en sección transversal en la Figura 7 en una modalidad para un sistema de cable de conexión local, y se puede utilizar de una manera similar en todos los otros dibujos de ejemplo. El diseño de la Figura 7 crea un alto grado de simetría en los campos 5 electromagnéticos atenuados que se las arreglan para penetrar al interno del cable, desarrollando de esta manera un rechazo sustancialmente incrementado sobre el que se realizaría previamente mediante un protector de fuerza bruta, y sin la simetría de los conductores. Ejemplo 1 La Figura 7 muestra una sección transversal esquemática de un simetrizador interno visto a través de una sección de la pared del cable, como se localiza en la sección punteada mostrada en la Figura 6. Las capas se describen empezando desde la capa más cercana a los conductores 71, 73, 75, y 77. La función de cada una de estas capas se describe siguiendo esta corta lista de referencia,. Por supuesto, la siguiente lista es meramente de ejemplo. De hecho, es altamente específica, y se pueden emplear variaciones de estos materiales sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.
F La camisa compuesta puede agregar aproximadamente 0.210 pulgadas al diámetro del OD cuádruple básico (sin la barrera de vapor corrugada externa opcional) . Esto produce un diámetro global de aproximadamente 5/8 pulgada para un cuádruple que emplee un conductor cuádruple anular tubular de diámetro terminado de 0.042", que no requiera de la barrera de vapor para proteger a las fibras ópticas que puedan contener los conducto0 res . Las capas constitutivas se describen adicionalmente en seguida. El material de lámina de aluminio 101 se puede respaldar mediante un portador de plástico adecuado que puede ser 5 "Mylar" o algún otro material durable conocido en la materia, adecuado para el rango de temperatura, y de preferencia sustancialmente no higroscópico. Las envolturas de lámina en pares se envolverían en direcciones opuestas, haciendo contacto cada envoltura completamente metal con metal por aproximadamente media 0 vuelta, y doblándose una vez sobre sí misma. Cada una de las dos capas diferentes en pares (101 y 105) puede requerir de una espiral un poco diferente de la envoltura para hacer realidad las propiedades de flexión adecuadas. Las capas 101 y 105, por supuesto, pueden ser reemplazadas con formas alternativas de materiales conductores. |fe El carbón coloidal o el material de polvo de carbón artificial secundario 102, está disponible en Asbury Graphite 5 Mills, Asbury, New Jersey, Estados Unidos, en un tamaño de partículas menor de una malla 325 o más fino, que es suficientemente pequeño para permitir una mezcla completa de los materiales con el aglutinante seleccionado antes de procesarlo como una cubierta para el cable. La resistividad de corriente directa l(|P superficial de la mezcla en el aglutinante solidificado debe ser menor de 500 ohmios por cuadro. Otros materiales que se pueden utilizar para esta capa incluyen materiales con propiedades conductoras similares. Un material de polvo de hierro de carbonilo apropiado 15 103 está disponible en OMG America, Research Triangle Park, Carolina del Norte, Estados Unidos. El tamaño de partículas más puro y más fino actualmente ofrecido es K291A, y es adecuado para F este uso. En todos los casos, es esencial una mezcla uniforme y completa con el aglutinante. Los materiales de uretano flexibles 20 están disponibles en una variedad de fuentes, por ejemplo, una amplia variedad que es ofrecida por B.F Goodrich Company. Otros materiales que se pueden utilizar para esta capa incluyen materiales con propiedades magnéticas similares. El material de ferrita de Ni-Zn de alta frecuencia 104 25 se produce aplastando "ball mi11ing" y luego molienda en un molino de bolas del material en varios pasos para producir una partícula promedio tal que el 98 por ciento en peso de las |A partículas resultantes se clasifiquen en un tamaño menor de 5 mieras. Los materiales adecuados pueden tener una permeabilidad compleja adecuada para el rango de frecuencia de 100 MHz a 1000 MHz. Los materiales fabricados por Milled Philips Ferroxcube tipo 4 pueden ser satisfactorios para este propósito. Es importante considerar la anisotropía en la permisividad del material de alta frecuencia que resulta del fuerte campo magnetizante en el rango de 0.25 a 0.60 Tesla. Otros materiales que se pueden utilizar para este propósito incluyen materiales con propiedades magnéticas similares, por ejemplo remanencia, permisividad, y permeabilidad. La trenza de acero inoxidable 106 se puede seleccionar a partir de los materiales en el espesor de hebra de 4 a 6 milésimas que exhiben una alta resistencia a la tracción y poco arrastre para los niveles de tensión típicos en el uso del cable suspendido en exteriores. Otros materiales que se pueden utilizar para este propósito incluyen materiales con una alta resistencia a la tracción. La camisa externa 108 puede ser de un material de poliuretano duro extrudido en un espesor típico de 32 a 40 milésimas. Otros materiales que se pueden utilizar para este propósito incluyen materiales con propiedades de resistencia similares.
Las capas de la Figura 7 distribuyen los campos penetrantes adentro del cable, de tal manera que producen un f efecto balanceado sobre las líneas de señales. La capa 101 de este ejemplo no limitante de la técnica está presente por varias 5 razones. Primero, actúa como un espejo de campo para los campos internos de los pares de señales cuádruples. La capa 101 también opera sobre los campos penetrantes externos, al presentar un corto circuito del campo conductor a los campos penetrantes, desde la capa 102, de tal manera que la corriente superficial Im llega a distribuirse más igualmente a medida que la misma sale de la capa 102. La capa 102 tiene una resistencia relativamente alta comparándose con la superficie de metal de aluminio de la capa 101, que crea un gran efecto de extensión sobre el campo que viene desde el material relativamente flojo y resistivo de la 15 capa 102. La velocidad de onda EM es relativamente alta en el material de la capa 102, y se hace hasta un espesor que permite una redistribución significativa del campo. La capa 102 se une a F una región de capa 103 arriba de la cual tiene una permeabilidad relativamente alta (de 5 a 50 dentro del rango de frecuencia de 20 interés) , y una conductividad media que tiene una velocidad de onda EM más bien baja. La unión con la capa 102 crea un efecto de extensión adicional. La capa anterior, la capa 104, se selecciona para tener una permeabilidad relativamente alta en la región de alta frecuencia (50-500 MHz) , en donde su velocidad de EM será 25 muy baja. Como consecuencia, la capa 104 es un poco más gruesa que la capa 103. La capa 104 tiene una diferencia de velocidad de EM significativa en el límite con la capa 103, y por lo tanto, se fc mejora la extensión del campo. La capa 105 es una capa delgada de alta conductividad que produce el corto de corriente de campo 5 típico como un "protector", pero su valor primario está en el acoplamiento magnético con las sub-capas para los beneficios descritos, debido a que solamente tendrá un pequeño efecto protector contra los campos externos. La capa de tracción 106 es para la resistencia, mientras que al mismo tiempo proporciona \mf alguna captura de corriente eléctrica en la trenza. La capa 107 (no mostrada) también se puede utilizar en su lugar. Las propiedades de barrera de vapor del acero inoxidable también proporcionetn un efecto protector y algunas ventajas de tracción. La camisa externa 108 es para la protección de la intemperie y 15 otra protección del medio ambiente y de manejo. Cada una de las capas anteriores se puede variar, o se puede utilizar otra combinación de capas. Los principios de la ^ variación de las propiedades de EM en las uniones abruptas con diferente propagación de EM, realizan un efecto de simetrización 20 significativo que es una característica deseada. La atenuación por sí misma no es un objetivo principal de las construcciones descritas . Para evaluar las posibles construcciones, se puede construir una línea cuádruple helicoidal relativamente perfeccio- 25 nada del tipo descrito anteriormente, y utilizándola como un dispositivo de prueba, comparar las contribuciones a la transmisión de señales equilibrada a través del cable con y sin un f posible cubrimiento simetrizador del tipo descrito. Las diferencias reflejan las ventajas relativas de las propiedades de 5 "colimación" o de la simetrización. Alojamiento Externo de Acoplamiento de Impedancia Una segunda forma de cubrimiento externo desarrolla algunas propiedades más bien diferentes del elemento protector clásico para el propósito de reducir la recolección de tipo de \áF antena efectiva de energía electromagnética que exhibirá cualquier línea conductora establecida en un medio ambiente típico en exteriores. Debido a que es imposible hacer un "protector" físicamente realizable que no sea penetrable por los campos electromagnéticos, los inventores encontraron otra manera 15 de lograr la reducción en la vulnerabilidad a esta interferencia electromagnética. Las características de simetría y balance del presente diseño del sistema de cable ya se han discutido. El ^ segundo planteamiento permite que se utilice un factor diferente. El espacio mismo tiene una impedancia característica 2C que caracteriza a la propagación del campo electromagnético. El componente resistivo de esta impedancia de radiación es de aproximadamente 377 ohmios, un valor derivado de la proporción de la permisividad del espacio a la permeabilidad del espacio (o la inductancia y capacitancia del espacio) . Si se hiciera la 25 superficie de un cable para exhibir una resistencia a un campo electromagnético en propagación que tuviera el mismo valor que aquél del mismo espacio cuando no estuviera ocupado, entonces el f cable produciría un efecto de antena de un área mucho más pequeña, y de esta manera absorbería mucho menos energía que un 5 buen conductor no acoplado de la misma extensión que este cable. La acción del cable como una antena sería sustancialmente menor, recolectando solamente debido a la energía que fluya a través de poco más que su área proyectada ópticamente aparente. De hecho, aparecería casi invisible para un campo electromagnético radiante. Para lo que sea que se puede diseñar las capas internas del sistema, de camisa, si está presente este efecto, se mejorará mucho el efecto protector de otras de estas capas internas. Este diseño para una resistencia aparente superficial o exterior que se acople con la radiación del espacio se realiza utilizando un 15 alojamiento externo de acoplamiento de impedancia de conformidad con la invención, y se muestra en la Figura 8. Haciendo referencia a la Figura 8, se muestra un cable 301 con una configuración de conductor cuádruple 303. Se incorpora un alojamiento externo de acoplamiento de impedancia 305 rodeando al conductor cuádruple 0 303. Este alojamiento externo tiene una resistencia de radiación aparente que se acopla con las características de radiación del espacio, y se puede realizar para un rango razonablemente amplio de frecuencias utilizando cargas disipativas en un material de camisa de poliuretano. La carga con una mezcla de partículas de 5 carbón de grafito artificial, tal como el material Asbury Graphite Mills A99 (citado anteriormente) (o grados de tamaños más finos) , y los polos metálicos tales como el polvo de níquel f puro atomizado de OMG Americas (citado anteriormente) AN325 (o grados más finos) de la clase ASTM NO2200, pueden proporcionar 5 las propiedades de disipación de radiación requeridas. En la selección de los materiales y combinaciones para los efectos deseados en el acoplamiento resistivo disipativo con el espacio de las propiedades superficiales del alojamiento externo de acoplamiento de impedancia, se deben considerar dos ÉF aspectos. Primero, hay un método mediante el cual se puede evaluar el desempeño del material y de la construcción para minimizar el impacto del campo electromagnético radiante que encuentra el material. Esta es una manera en que se pueden elegir los materiales apropiados. Utilizando una habitación anecoica 5 para campos de radiofrecuencia en el rango de frecuencia de interés, se pueden lanzar campos de radiofrecuencia de onda relativamente plana hacia una pared no reflejante. Luego se puede configurar un receptor de radiofrecuencia direccional para observar la cantidad de energía reflejada que regrese desde esta 0 pared. Se puede utilizar una emisión y detección en impulsos para minimizar la energía retornada como parásita. Al colocar un objeto conductor metálico del mismo perfil que el cable que se vaya a evaluar sobre la misma pared, se puede registrar su reflejo. Esta parte de prueba se remueve, y el cable con el 5 cubrimiento de material que se va a evaluar, se coloca donde estaba la pieza de prueba. Luego se repite la medición. Los valores así obtenidos dan una medida relativa del grado hasta el f cual el material de prueba se aproxima a un buen acoplamiento con el espacio. Utilizando este método u otro, se pueden probar otras 5 formas de materiales de carbón o similares que puedan emplearse. Por ejemplo, puede ser apropiado algo del grafito en hojuelas natural o de mina, y/o en combinación con otras partículas o fibras conductoras de diferentes metales, por ejemplo con o sin partículas o fibras de acero inoxidable muy pequeñas. Existen un láfc rango de materiales que pueden ser efectivos de esta manera, en particular, los materiales que se aproximen estrechamente a un acoplamiento con las propiedades de espacio, para minimizar el "recogimiento" de los campos EM radiantes para el rango de frecuencias de interés. 15 Un método de prueba bien conocido para evaluar la capacidad ce un cable para no transferir energía desde los campos externos hasta su línea de señales, es la medición establecida de "impedancia de transferencia superficial" definida en la especificación militar de los Estados Unidos de Norteamérica MIL- 0 C-85485A, partida 4.7, y colaboradores. Sin embargo, esta prueba no lleva a cabo su objetivo (de definir los efectos del ingreso) al confrontarse con la configuración cuádruple balanceada. La prueba ni siquiera es completamente adecuada en su dominio primario de sistemas coaxiales. El concepto, si se aplica 5 apropiadamente a las estructuras de la presente invención, posiblemente mostraría valores extraordinariamente bajos de transferencia de energía como un resultado de la contribución f hecha por el rechazo de balance que está bien más allá de la atenuación de energía del protector mismo. Para una referencia a 5 los problemas de prueba de esta especificación MIL, y otros problemas de prueba y cuestiones de diseño y medición del cable, ver las siguientes dos referencias: "Introduction to Electromagnetic Compatibility" por Clayton R. Paul (1992, John Wiley & Sons, Inc., New York) capítulos 10, 11, páginas 491-666; "Cable ]É¡f Shielding for Electromagnetic Compatibility" por Anatoly Tsaliovich, (1995, por Van Nostrand Reinhold) , en particular el capítulo 3„ Las capas internas del protector que rodean a la configuración cuádruple sirven todavía para otro propósito al 15 actuar como un espejo electromagnético para confinar los campos internos de los conductores cuádruples, impidiendo de esta manera la pérdida de energía de la señal. Como un beneficio adicional, • la estructura del conductor también reduce la pérdida de energía I de la señal en virtud de su propagación más confinada. Haciendo 20 referencia de regreso a la Figura 7, la capa conductora 101 próxima a la superficie externa del posicionador dieléctrico del cuádruple 89, está diseñada para minimizar esta pérdida. Esta superficie está mejor proporcionada, de tal manera que el espacio entre ella y los conductores cuádruples es sustancial en relación 25 con la separación de los pares conductores, ayudando a la conservación de la simetría de precisión, y minimizando la influencia del protector ("espejo"). Este sería un diámetro tal f vez mucho mayor que el doble del espacio entre un par conductor. (Ver Bell System Technical Journal, volumen 15, número 2, páginas 5 248-283, Estel I. Green, F.A. Leibe y H.E. Curtís) . Para conservar el valor inherente del cuádruple, los dispositivos de fuente y terminación también son importantes. Cualquier alteración significativa del balance intrínseco del cable en estos extremos produce incrementos en la entrada de lJfc energía indeseada, y adicionalmente se agrega al ruido cruzado interno entre los pares. Algunos ejemplos de acopladores novedosos balanceados a no balanceados ("baluns") y baluns de circuitos de impulso de cable, se muestran en las Figuras 9 y 10, y forman una parte importante de los regeneradores, los NIDs, y 15 los UIDs, como se muestran en los diagramas de los sistemas de las Figuras 1 a 4. Además se discuten en la sección sobre Impulso y Terminación para un Buen Balance. Otra de las contribuciones de la invención al logro de F la precisión en la geometría estructural electromagnética se 20 presenta de la estructura posicionadora del conductor como se muestra en la Figura 11. Los esfuerzos por extrudir un cuádruple con los cuatro conductores en su lugar han demostrado que sufren de una variabilidad significativa, inclusive cuando se ejerza un esfuerzo extremo para controlar el proceso. La patente canadiense 25 No. 788,603, expedida el 25 de junio de 1968 a Eyraud y Delorme de Compagnie General d'Electricite, París, Francia, se esforzó por crear una buena simetría esmerilando mecánicamente cuatro ranuras helicoidales en un "tallo" cilindrico continuo, que incluía un dieléctrico termoplástico (presumiblemente extrudido) , 5 reforzado centralmente por un cable de fibra de vidrio, y colocando subsecuentemente los conductores en las cuatro ranuras esmeriladas. Esta patente muestra la espiral de las ranuras para proporcionar la rotación helicoidal deseada de la orientación cuádruple. Entonces este ensamble se cubrió con un dieléctrico láfc aislante adicional adecuado, se protegió, y se envainó externamente. El material del "tallo" de plástico y su procesamiento, probablemente mediante extrusión hasta una forma adecuada para la maquinación, no se discutieron. Ha sido bien conocido en la materia que normalmente 15 están presentes tensiones considerables en el material formado de esta manera. La maquinación libera estas tensiones, dando como resultado una tracción de relajación significativa. Esto afecta la precisión del "tallo" maquinado resultante, tanto inicialmente F como crecientemente a través del tiempo, tanto por la liberación 20 por el envejecimiento en el campo, como por el ciclo de temperatura diario experimentado por los sistemas de cables de exteriores. El planteamiento de la patente de Eyraud, aparte de cualesquiera limitaciones de su método para crear el "tallo", simplemente precede a un grupo diferente de problemas de 25 precisión que vienen de la colocación de su "tallo" de alambre en algún dieléctrico y protector circundante, debido a que cualesquiera errores al hacer esto, también se traducirán en un f desequilibrio en el sistema resultante. La patente no dio a conocer la manera de realizar esta última fase de la fabricación. 5 La presente invención elimina estos problemas al proporcionar una estructura de aislamiento y posicionamiento de precisión, como se muestra en la Figura 11, que asegura el arreglo del conductor 71, 73, 75, y 77 en una posición precisa dentro de una forma final electromagnéticamente encerrada. En una áF forma, el posicionador 89 se fabrica como cuatro secciones longitudinales enlazadas utilizando un proceso de extrusión especialmente de alta estabilidad dado a conocer más adelante bajo Métodos de Extrusión. Este proceso asegura que las formas ya fabricadas de las cuatro partes permanezcan idénticas y estables, 5 no solamente durante la fabricación, sino subsecuentemente durante el uso prolongado y durante el envejecimiento en el campo. El método de la invención libera las tensiones normalmente asociadas con los gradientes de presión y temperatura presentes en los métodos de extrusión convencionales (inclusive cuando se 0 utiliza una mezcla, como con los elementos de plastificación de tornillo) . El desempeño del tiempo de vida del sistema de cable de la presente invención puede ser, ya sea en interiores o en exteriores, todavía mayor de 100 años. Los materiales modernos seleccionados, junto con los métodos de fabricación de la 5 invención, hacen que este objetivo deseable sea económicamente alcanzable. En varias formas preferidas, estas partes de aislamienf to y posicionamiento novedosas se inter-aseguran alrededor de conductores de señales anulares precisos también de una forma 5 especial dada a conocer adicionalmente más adelante. En las Figuras 11 a 16 se ilustran adicionalmente algunos ejemplos de la forma general de estas cuatro partes posicionadoras. Estas figuras ilustran la manera en que se puede configurar un conjunto de inter-aseguro típico de proyecciones y recesos para capturar \áF y mantener las localizaciones relativas de los elementos de una estructura posicionadora de los cuatro conductores cuádruples. Haciendo referencia a la Figura 11, se muestra el posicionador 89 en cuatro secciones separadas. Estas secciones están numeradas como 305, 307, 309, y 311. Cada una de las secciones tiene en 15 general una forma de L, e incluye un miembro macho 313 que se ajusta en la ranura 315. Estos elementos se muestran además en la Figura 12. La Figura 12 muestra además un número de puntos de A articulación 317, que permite que las secciones se extrudan de una manera conveniente. Una vez que se forma la extrusión como en 20 la Figura 12, cada sección se puede rotar con respecto a sus secciones adjuntas con el objeto de formar el posicionador completo 8 ' . La Figura 13 muestra una vista más detallada de la articulación moldeada 317. Como se puede ver, sería apropiada una 25 extrusión de cuatro secciones, normalmente tres uniones o articulaciones 317b. Las secciones se pueden rotar con el objeto de formar el posicionador completo 89', o se pueden separar en los puntos de articulación antes de esta formación. La Figura 14 muestra la 5 modalidad en donde están separadas. La Figura 14 también muestra el miembro macho 313 de cada posicionador en una posición para entrar en la ranura 315. Esta situación se muestra con mayor detalle en la Figura 15. En particular, la Figura 15 muestra un ejemplo de una láfc posible configuración de seguro instantáneo. Un anillo anular alrededor del miembro macho 313 se ajusta en una sección correspondiente de la ranura 315 para mantener más seguramente las secciones del posicionador 89' juntas. El perímetro puede ser de cualquier forma conveniente 15 como en la Figura 16, en donde es circular. La Figura 16 también muestra las ranuras perimetrales opcionales 319 para contener las fibras u otros conductores. En una forma alternativa de esta estructura, las ranuras 319 pueden no estar presentes, siendo el F perímetro solamente alguna superficie circularmente simétrica. En 20 este ejemplo de estructura, cualesquiera fibras o conductores diferentes de los cuatro conductores cuádruples, pueden estar enteramente adentro de los interiores de los cuatro conductores cuádruples . Regresando a la Figura 6, se muestra suficiente espacio 25 para instalar líneas de fibra óptica en los intersticios o canales amortiguadores 81, 83, 85, y 87 del posicionador. Además, la forma del posicionador 89' se puede formar para acomodar f cualquier forma de cable deseada. El posicionamiento y las propiedades dieléctricas de estas cuatro regiones, sin embargo, 5 deben conservar la simetría eléctrica interna del cuádruple. Las cuatro regiones deben ser uniformes en su comportamiento eléctrico, inclusive cuando ese aspecto no tenga nada que ver con su función como sujetadores de fibras ópticas. Los inventores han encontrado además todavía otra \á manera de incluir fibra óptica en la nueva estructura cuádruple. Como se indica en la Figura 11, los núcleos 90 de los cuatro conductores anulares 71', 73', 75', y 77' se puede utilizar para contener las fibras 321 en cada uno o en cualquier combinación sin alterar el balance eléctrico. Por ejemplo, se pueden 15 proporcionar de 1 a 16 o más fibras adentro de cada uno de los cuatro conductores anulares, permitiendo que el desempeño eléctrico sea independiente de las propiedades dieléctricas de la A fibra. Esta ventaja es considerable, debido a que el torcimiento helicoidal deseado del arreglo cuádruple (un ejemplo no limitante 20 utiliza aproximadamente dos vueltas hasta el pie) también proporcionóirá un margen significativo para la liberación elástica de la fibra., liberándola de la expansión térmica, del movimiento o de la tensión mecánica de los movimientos del cable. La hélice sugerida en los ejemplos requiere de una longitud de aproximada- 25 mente el 110 por ciento del conductor y la fibra adentro del cable en relación con su longitud total del cable exterior. La Figura 17 muestra, en sección transversal, un ^ posible tipo de conductor anular de la invención, ejemplificado aquí como 71', cuya región central 92 permite que las fibras se 5 instalen durante la fabricación, o inclusive se soplen en su lugar posteriormente, después de que se instale un cable. Una manera en 1 a que se pueden instalar las fibras después de que se extienda eL cable, incluye la técnica de soplado de fibra. En esta técnica, se une un dispositivo en forma de hongo al extremo \á de la fibra, y la punta de la fibra se coloca adentro de un cable. Una fuente de aire a alta presión se acopla con el dispositivo en forma de hongo, jalando la fibra a través del cable. También se pueden emplear otras técnicas, que son conocidas en este campo. La Figura 17 muestra una sección 15 transversal de un ejemplo de este conductor anular del diseño innovador. La vaina de soporte anular central 49 solamente necesita ser de un espesor tal que soporte adecuadamente al conductor eléctrico especial trenzado e hilado 110. La superficie F del conducto interior de la fibra 94 puede ser de un material de 20 baja fricción, tal como uno de los fluoropolímeros . Esto permite un amplio rango de posibles elecciones para acomodar las fibras ópticas. La estructura de cada uno de los, por ejemplo, 36 alambres individuales que se pueden emplear en este ejemplo, se deriva de un nuevo planteamiento para minimizar el efecto de 25 piel, y de las pérdidas de proximidad encontradas en las configuraciones de conductores de múltiples alambres trenzados. La discusión del efecto de piel se introdujo anteriormente en la f sección titulada Pérdidas de Energía y HFTL. En la consideración del comportamiento de las ondas electromagnéticas que se propagan 5 hacia un medio conductor, la velocidad de grupo de la energía física real moviéndose hacia adentro del material llega a ser notoriamente pequeña, considerando que es un efecto del campo eléctrico. Esta velocidad es solamente una fracción muy diminuta de la velocidad de la luz que se propaga en el espacio libre. Por láfc ejemplo, para las condiciones que describen los datos del efecto de piel para el cobre, dadas anteriormente, esta velocidad de grupo es de 47 metros/segundo a 1 MHz, y se eleva a solamente 470 metros/segundo a 100 MHz. El espacio y la forma del conductor anular se pueden seleccionar para adaptarse a los requerimientos 15 de las fibras sin comprometer las cualidades del conductor anular. A través del tiempo, las fibras ópticas pueden ser susceptibles a daños por la corrosión del vapor de agua. Se A pueden utilizar compuestos super-absorbentes para rellenar el espacio alrededor de las fibras ópticas recubiertas de plástico 20 adentro de la región central 92 que las lleva. Estos materiales absorben e inmovilizan la poca agua que entre a la estructura de cable relativamente resistente al agua de otra manera bien encerrada. La vaina externa 94 de este cable también debe ser relativamente impermeable al agua. 25 La Figura 18 muestra un conductor anular que utiliza una modalidad de la estructura de la invención para mejorar el desempeño de las 36 hebras (mostradas como extremos en la figura) ?F del alambre de material magnético tamaño 39, con el 50 por ciento de conducción recubierta con cobre como se describe más adelante 5 en relación con la Figura 12. Cada alambre de las 36 hebras, como se muestra en la Figura 18, tiene una primera capa conductora de material de cobre 353 recubriendo un núcleo de tracción de acero 351. Esto es seguido por una matriz de material magnético de alta frecuencia 355 que tiene un alto grado de anisotropía de lj| permisividad, como se describe más adelante, y además está recubierta con un aislamiento de fluoropolímero 357. Para formar el conductor anular, estos alambres se hilan en una trenza hilada de 2 x 18 rellenando la porción circundante de la vaina hueca de OD de 0.042 pulgadas, que es adecuada para contener las fibras 15 ópticas u otros conductores. La trenza es un hilado apretado para contener estrechamente el diámetro externo de diseño hasta el valor necesario para mantener el valor de impedancia de diseño ^fe, nominal . Todavía otra forma de conductor anular, mostrado en la 20 Figura 19, es inherentemente a prueba de vapor de agua en virtud de un tubo metálico sólido 102, que da todavía una mejor protección para sus fibras ópticas encerradas. En la Figura 19, se muestra una región central 96 para las fibras. La pared que rodea a esta región deben ser suficientemente gruesa para 25 soportar la flexión y las resistencias encontradas al campo magnético. Rodeando esta región está la capa 98, formada de un material magnético tubular, proporcionando esta capa una vaina de ( soporte anular para las fibras ópticas. Finalmente, se coloca un recubrimiento 102 sobre la capa 98. El recubrimiento 102 puede 5 tener tres capas, como se muestra en la Figura 20. El primer recubrimiento 104 se forma de una capa conductora. En este ejemplo, el primer recubrimiento 104 puede ser cobre de aproximadamente 28 mieras de espesor. Se proporciona una segunda capa 106 de una matriz magnética, que tiene µ y e anisotrópicos . En este f ejemplo, la segunda capa 106 es de aproximadamente 10 a 20 mieras de espesor. Se puede formar una tercera capa 108 de un recubrimiento dieléctrico, siendo en este ejemplo de 4 a 8 mieras de espesor. En la Figura 20 se muestra una descripción esquemática de estas capas. 5 Conductores Anulares Los conductores anulares de esta divulgación tienen elementos y estructura que complementan a las diferentes b funciones que realizan estos cuatro conductores en la invención. Los conductores anulares se pueden elegir de acuerdo con 0 criterios específicos. Los conductores anulares apropiados pueden realizar cuando menos algunas de estas seis funciones: 1. Llevar las dos líneas de señales con una dispersión de alta frecuencia aceptable. 2. Llevar la energía a los regeneradores en línea, a los periféricos de UID, y a los dispositivos relacionados, y opcionalmente permitir el flujo de señales POTS. 3. Mantener la precisión y el balance en la impedancia de propagación característica de banda amplia de cada par. 4. Mantener las pérdidas de señales hasta un nivel 5 manejable, particularmente a altas frecuencias. 5. Actuar como un conducto protector para las fibras ópticas necesarias para las aplicaciones presentes y futuras. 6. Proporcionar resistencia y estabilidad adicionales para el ensamble cuádruple, con el fin de ayudar a conservar la l^ geometría para baja XTLK y alta EMIR. La Figura 21 muestra una sección transversal de esta clase de alambre individual como se discute anteriormente con respecto a la Figura 18. Su diseño difiere de la técnica anterior en un número de maneras significativas que pueden utilizar las 15 propiedades menos bien conocidas de los efectos de propagación de onda dentro y sobre los medios conductores. Estos aspectos de la invención tienen el objetivo de mejorar el desempeño de los ^h. elementos que llevan señales, y ayudar en el rechazo de la energía electromagnética externa indeseada, mediante la altera- 20 ción de ambos de: a) las propiedades de efecto de piel de los conductores individuales; y b) modificar sustancialmente las interacciones del efecto de proximidad de un conductor sobre un conductor adyacen- 25 te.
Se realiza una modificación de la propagación de la energía de la señal electromagnética en la estructura del f conductor en una forma asimétrica que alienta la propagación a lo largo de la longitud del conductor, y mejora la penetración en 5 los elementos conductores. Estos conductores tienen cuando menos algunas de las siguientes características principales: 1. Emplean un alambre de núcleo de material ferro- magnético 351 de una resistencia muy alta que se ha seleccionado lÉfe de entre materiales que también tienen una remanencia magnética significativa cuando se magnetizan axialmente. 2. Se aplica un recubrimiento metálico de alta conductividad 353 a la superficie de un núcleo de alambre. En el caso ilustrado de la Figura 21, la resistencia de corriente 15 directa seleccionada para el alambre terminado recubierto con cobre es el 50 por ciento de la conductancia de un diámetro igual (recubierto) hecho enteramente de cobre. Con el cobre utilizado g^ como el material conductor, solamente se requiere una capa delgada de cobre sobre el material ferro-magnético. 20 3. Esta capa conductora se cubre además con un recubrimiento delgado de un material magnético de alta frecuencia 355, que tiene una permeabilidad moderada, que también exhibe las siguientes otras propiedades. Este material de recubrimiento 355 se selecciona de entre materiales y métodos para formar de tal 25 manera que cuando están en su lugar sobre el alambre de revestí- miento, tanto su permeabilidad (µr) como su permisividad (er) son sustancialmente alterables por la resistencia y por la dirección de un valor práctico de un campo magnético polarizador. Cuando se magnetiza el alambre, la anisotropía espacial da como resultado 5 valores de µr como de er. Para una aplicación dada y para el rango de frecuencia de interés, el material magnético se selecciona además para tener una variación apropiada deseada de permeabilidad con la frecuencia sobre ese rango, y una cantidad limitada deseada de pérdidas por disipación de energía. 1§ 4. El recubrimiento magnético 355 puede ser una mezcla de material en partículas muy finas (por ejemplo, inclusive una nano-fase) con un aglutinante de matriz que se selecciona para permitir que la permisividad y la permeabilidad se orienten de una manera sustancialmente permanente y queden 15 alineadas por un campo magnético durante la fabricación del alambre compuesto, de tal modo que se produzca de esta manera una anisotropía espacial sustancial y deseada en ambos parámetros (µ ^ y e) . Esto proporciona permeabilidad magnética en la región circunferencial alrededor del conductor, que es sustancialmente 20 diferente de la dirección axial, y de la misma manera, una anisotropía relacionada en las permisividades circunferencial y axial. Esto se puede realizar al hacer la mezcla de materiales magnéticos y un aglutinante en una forma casi fluida o semisólida que se solidifica durante el proceso de fabricación, 25 mientras que todavía está bajo la influencia de un campo magnético aplicado de proporciones adecuadas. El material magnético puede ser uno de la clase de ferritas de alta frecuencia, tal como uno de los materiales de níquel-zinc Philips Ferroxcube tipo 4, triturado después de 5 encenderse, y luego finamente molido, hasta un tamaño de partículas que dé el 98 por ciento en peso, y que sean menores de 5 mieras. Además se ha encontrado que es deseable que el campo magnético polarizador se aplique de tal manera que se invierta la ljflfc polaridad de campo de una manera que haga que la anisotropía esté presente continuamente bajando por la longitud del alambre, pero invirtiéndose la magnetización remanente del núcleo de alambre de material ferro-magnético y la polarización relacionada de las moléculas magnéticas de una manera espacial periódicamente 15 bajando por la longitud del alambre. La periodicidad espacial se selecciona en relación con los efectos desmagnetizantes en el núcleo de alambre de material ferro-magnético, y también relación g^ con la longitud de onda del espectro de frecuencia más alta que se vaya a transmitir en el sistema de cable, y las propiedades de 20 propagación deseadas para ese espectro. La estructura y funcionamiento de este sistema anisotrópico difiere fundamentalmente de los sistemas anteriores. Existen numerosos ejemplos en donde se han utilizado materiales magnéticos para simplemente "cargar" las líneas conductoras de 25 señales como en los esfuerzos del pasado para incrementar la inductancia de la línea, elevando de esta manera su impedancia de propagación, y para reducir de este modo la pérdida de señal, y para corregir la caída de respuesta de frecuencia. Unos cuantos ejemplos de patentes de los Estados Unidos de ello son: la 5 patente de los Estados Unidos No. 1,586,887, a Elmen, "Inducti- vely Loading Signaling Conductors", la patente de los Estados Unidos No. 1,672,979, a Fondiller, "Loaded Conductor"; la patente de los Estados Unidos No. 2,669,603, a Prache, "Transmission Line With Magnetic Loading"; la Patente de los Estados Unidos No.
IÉF 2,787, 656, a Raisbeck; la patente de los Estados Unidos No. 4,079,192, a Josse, "Conductor For Reducing Leakage At High Frequencies", y en una clase diferente de efectos están: la patente de los Estados Unidos No. 3,668,574, a Barlow, "Hybrid Mode Electric Transmission Line Using Accentuated Asymmetrical 15 Dual Surface Waves"; la patente de los Estados Unidos No. 4,017,344, a Lorber y colaboradores, "Magnetically Enhanced Coaxial Cable With Improved Time Delay Characteristics"; la ^^ patente de los Estados Unidos No. 5,574,260, a Broomall y colaboradores, "Composite Conductor Having Improved High 20 Frequeney Signal Transmission Characteristics". Elmen y Prache son ejemplos de carga inductiva equivalente a los efectos inductores en grupos en la línea. Prache fue uno de los primeros en desarrollar el análisis de los efectos dieléctricos del material magnético sobre la impedancia del cable cargado. 25 Raisbeck '656, expedida el 2 de abril de 1957, realizó este análisis mediante la incorporación de todas las pérdidas, incluyendo las pérdidas dieléctricas pasadas por alto por Prache. El análisis de Raisbeck fue exponenciado además en su artículo del Bell System Technical Journal en la edición de marzo de 1958 5 (páginas 361-374) . El énfasis de estos trabajadores fue minimizar las pérdidas de transmisión para un tamaño dado (principalmente en los tipos de líneas coaxiales) . No trataron de alterar directamente los efectos, tales como la piel o la proximidad. Fondiller '979, expedida el 12 de junio de 1928, )ÉF describe el recubrimiento de un alambre con un material magnético en un método de extrusión, que también magnetiza enviando una "fuerte corriente directa" bajando por el alambre. El material de recubrimiento descrito fue polvo de hierro en un aglutinante. La patente explica que la magnetización de la corriente directa se 15 realizó para elevar la permeabilidad del recubrimiento, y de esta manera incrementar la inductancia por unidad de longitud en seguida del planteamiento establecido de las pérdidas que se ^^ reducían al elevar el nivel de impedancia de una línea de transmisión. No se dieron a conocer propiedades de asimetría u 20 otros efectos magnéticos o dieléctricos. Josse da a conocer el recubrimiento del alambre con un material magnético principalmente para reducir las pérdidas por las corrientes parásitas en los alambres adyacentes, aplicando este principio a las aplicaciones del alambre Litz. También 25 aplica el proceso a cables superconductores y a aplicaciones de frecuencia de línea de alta energía de corriente, siendo aparentemente el enfoque allí en los efectos de corrientes f parásitas . El último grupo de tres patentes (Barlow, Lorber y 5 colaboradores, y Broomall y colaboradores) es diferente. Todas describen los resultados experimentales que no se explican fácilmente mediante la teoría clásica de línea de transmisión y conductor. Todas citan los datos experimentales que muestra un comportamiento no clásico. Solamente Barlow desarrolla una teoría de propiedades de onda superficial que afectan la propagación de la onda. Lorber observa una demora de tiempo anómalamente baja en su estructura, pero propone una elevación en la inductancia efectiva, en serie con la capacitancia de derivación de cables, para explicarla. En otras porciones de su divulgación, se sugiere 15 un efecto de "guía de onda", que contribuye al comportamiento observado. Lorber también cita el documento de Kehler y Coren 1970 (Ver Kehler y colaboradores, Susceptibility & Ripple Studies ^ in Cylindrical Films, J. of Appl. Phy., volumen 41, número 3 (1° de marzo de 1970) páginas 1346, 1347), que muestra una evidencia 20 de un efecto de propagación no clásico a 110 MHz en una corta sección de un alambre delgado magnéticamente recubierto empleado como un conductor central en una estructura coaxial. Broomall y colaboradores desarrollan sus explicaciones de los efectos de propagación anómalos puramente en términos del 25 comportamiento del efecto de piel. Sus estructuras difieren de Lorber en que se emplea un sustrato magnético para su estructura básica, aunque también dan sugerencias de estructuras de tres áJ capas que colocan el material magnético en la capa media. El ejemplo que dan muestra solamente una mejora moderada en el 5 comportamiento de pérdida y demora, y no se hace ninguna sugerencia de haber un proceso dominado por la propagación. No está clara a partir de su enseñanza la manera de optimizar su método para otros materiales y dimensiones. Por consiguiente, Barlow sigue siendo el único de estos l| ejemplos que propone un efecto directo sobre el proceso de la propagación de onda. Como se describió anteriormente, el efecto de piel puede ser tratado más efectivamente como un efecto de propagación dentro del medio altamente conductor y/o permeable de las clases de elementos empleados por estas patentes. Barlow 15 reconoce la falta de un tratamiento matemático analítico en su descripción. Relaciona una familia de experimentos que encuentra como demostraciones de un modo novedoso de propagación que ^fc denomina modos que no son TEM. Emplea una capa dieléctrica para desarrollar los modos novedosos, y da un amplio rango de 20 espesores para desplegarse cubriendo el rango de frecuencia de 1 MHz hasta 10 GHz. Estos documentos y la curva dada en la patente muestran una alteración sustancial en la atenuación como una función de la capa dieléctrica delgada agregada. Es posible que las tres patentes se entiendan mejor en 25 términos de comportamiento de atrape de energía que altere la propagación de energía. Ninguna de esta técnica anterior citada resuelve los áJf efectos de propagación que resuelve la invención, ni enseñan el desarrollo y la influencia de las anisotropías de unión en la 5 permisividad y en la permeabilidad. Los materiales de tipo de ferrita descritos anteriormente son solamente un ejemplo de los posibles materiales que tienen propiedades micro-estructurales, de tal manera que, bajo la influencia de un campo magnético de un valor moderado (menor de 1 Tesla) , se alteran sustancialmente sus lflft propiedades electromagnéticas (dieléctricas y magnéticas) con respecto a la intensidad y dirección del campo magnético. Otras sustancias cristalinas, semi-cristalinas, o inclusive un poco amorfas, pueden exhibir propiedades de ordenamiento interno que desarrollen anisotropías comparables. La invención utiliza en 15 parte estos efectos para lograr la mejora de las propiedades de propagación resultantes de la distribución espacial inusual de estas propiedades. A 5. El alambre compuesto se puede recubrir además con una capa externa aislante 357. Entonces la construcción aislada 20 completa la separación de los alambres compuestos componentes en un conductor anular hilado o espiralmente envuelto configurado sobre un núcleo de soporte, como se muestra en la Figura 17. Una Modalidad Alternativa del Conductor Anular La Figura 19 ilustra todavía otra modalidad no 25 limitante de un conductor anular que se puede utilizar para el cable cuádruple. Haciendo referencia primero a la Figura 20, este conductor anular de núcleo hueco se puede formar como un solo tubo de material magnético 98, recubierto con una capa conductora (metálica) 104, seguida por una capa de matriz magnética delgada 5 106, y recubierto con una capa aislante muy delgada 108. Esta estructura se parece a la estructura en capas de los alambres individuales descritos anteriormente. Para muchas aplicaciones, esta forma de núcleo magnético tubular unitario es conveniente. Por ejemplo, permite que cada uno de los cuatro conductores mF anulares encierre a las fibras ópticas en un tubo de barrera a prueba de vapor sin requerir que todo el cable sea completamente a prueba de vapor. Este tubo también proporciona la oportunidad de incrementar el diámetro del espacio vacío central disponible para las fibras ópticas y el relleno protector super-absorbente . 15 La remanencia en el tubo magnetizable, la escala de la capa conductora, y las propiedades anisotrópicas de la capa de matriz, se pueden ajustar para proporcionar una baja pérdida efectiva y un comportamiento de propagación uniforme, dando como resultado sustancialmente el mismo o un potencialmente un mejor desempeño 0 que la forma de alambre hilado descrita anteriormente. Esto simplifica la construcción del cable y reduce los costos, produciendo un cable más ligero y un poco más pequeño. Este miembro de resistencia a la tracción de ejemplo del cable posiblemente sería una trenza de alta resistencia resistente a la 5 corrosión incorporada en el cable justo debajo del cubrimiento de la camisa externa. Las capas de cubrimiento externas deben emplear el simetrizador de EMI y la capa de alojamiento externo de acoplamiento de impedancia debe tener un diseño de impedancia espacial resistivo, ambos como se describieron anteriormente. 5 Estos conductores anulares tienen cuando menos las siguientes propiedades únicas y novedosas, y difieren de muchas maneras fundamentales de la técnica anterior conocida por los inventores. Las estructuras magnéticamente "cargadas" y los sistemas de la técnica anterior se han enfocado en general en F simplemente elevar el nivel de impedancia de una línea de transmisión que propaga energía electromagnética en relación con el comportamiento flojo de los sistemas conductores utilizados para lanzar y transmitir la energía. En esta estrategia, la magnitud de la resistencia de estas pérdidas del conductor llega 15 a ser una parte más pequeña de la impedancia del sistema de transmisión, reduciendo de esta manera la porción de energía perdida para esa causa. Estos esfuerzos no afectan materialmente ^^ las propiedades de propagación, ni reducen la resistencia del efecto de piel que domina la resistencia de corriente alterna del 20 conductor - especialmente a una alta frecuencia. Estos planteamientos tienen el inconveniente de que reducen la amplitud de banda disponible como el precio pagado por esta reducción de pérdidas. Unas cuantas excepciones han tratado con las corrientes parásitas y los efectos de proximidad discutidos anteriormente. 25 La mayor parte de esta técnica ha sido en las aplicaciones de transmisión de energía con estrategias de frecuencia de banda estrecha o fija que no son aplicables ni adecuadas para la f transmisión de la energía de señales de banda amplia. (Ver las patentes de los Estados Unidos Nos. 3,160,702, Lapsley; y 5 3,594,492, Bader) . Por otra parte, la presente invención modifica el efecto de piel en el conductor, y altera la manera de propagación de energía a lo largo de la trayectoria de la línea de transmisión. Este planteamiento no necesita elevar la impedancia de la estructura para realizar la mejora, y no se compromete la amplitud de banda. Una elección prudente de la configuración de conductores requiere que se sirvan otros objetivos junto con mantener las pérdidas de energía de transmisión apropiadas para las necesida- des de cualquier aplicación dada. Este equilibrio de elecciones es ejemplificado por los objetivos del sistema de estructura cuádruple avanzado que ponderan bien la proporción de la señal al ruido, enfatizando de esta manera un alto desempeño en el comportamiento de XTLK y EMIR. Estas características juntas hacen posible el desempeño de red necesario para satisfacer las necesidades del sistema de cable de la última milla. Propagación Soliton Bajo algunas condiciones, la propagación dentro del cable objeto exhibe propiedades de dispersión de energía muy bajas de un tipo relacionado con las propiedades de propagación Soliton que fueron primeramente observadas a mediados del siglo diecinueve (1834 por J. S. Russell), como una clase notoria de k onda de agua que llega lejos creada por una embarcación remolcada en un canal de escocia. Otros, después de Russell, exploraron los 5 fenómenos matemáticamente, desarrollando Korteweg y deVries una ecuación descriptora básica importante (1895) . Fermi y otros exploraron la matemática de estos sistemas de onda en 1955, pero el mayor paso vino cuando Zabusky y Kruskal llevaron el análisis más profundo, acuñando el término "Soliton" para describir las ÉF propiedades de tipo de grupo coherente de estos fenómenos de ondas. La mayor parte del trabajo matemático y práctico sobre el asunto ha llegado a aproximadamente 30+ años desde entonces. La propagación Soliton se ha aplicado a los sistemas de fibra óptica con mejoras deseables obtenidas en su modalidad óptica. Las 5 fibras ópticas que se utilizan en la actualidad emplean técnicas soliton. La novedosa naturaleza anisotrópica de las condiciones de propagación electromagnética de conformidad con la invención, permiten el uso de no linealidades de propagación espacial (es 0 decir, variando µ y e de una manera relativamente abrupta y también de una manera espacialmente periódica) para lanzar y recibir energía en el modo tipo soliton, que tiene muy baja dispersión, y por consiguiente, muy buena fidelidad de la forma de onda a alta velocidad. La propagación soliton presenta 5 ventajas de más baja pérdida de energía, tramos más largos, y amplitud de banda de señal efectiva más grande debido al carácter de la velocidad del grupo de soliton para llevar la energía de f señales sobre una distancia considerable, mientras que se conserva tanto su energía como su forma en el espacio y el 5 tiempo. La fuente de señales y el elemento de acoplamiento de carga para realizar esto, puede ser un poco más complejo y costoso, pero posiblemente se puede justificar cuando sea necesario. Los inventores no han encontrado ninguna técnica ÉF anterior que empleara tales métodos para la propagación soliton de ondas electromagnéticas en el rango de longitud de onda sub- óptica para sustancialmente un modo de transmisión de energía toda eléctrica. Las tres patentes citadas anteriormente (Barlow, Lorber, y Broomall) sugieren todas una propagación no clásica, 5 pero no explican ni enseñan un método para lograr un óptimo como éste. Esta modalidad de la invención, que contempla tales configuraciones de anisotropía como se describen, facilitará los ^ modos de baja pérdida de transmisión de señal en adición a exhibir una baja dispersión de los elementos de más alta 0 velocidad de las señales digitales. Otros efectos de la propagación de onda anisotrópica, descritos en la sección anterior sobre la estructura del conductor anular especial, se pueden variar mediante la elección del campo magnético, observando el óptimo para cualesquiera señales dadas. 5 Ejemplos de Fabricación del Posicionador Para la precisión en la simetría necesaria para el cable cuádruple, es deseable que el posicionador mantenga una f funcionalidad electromagnética sustancialmente invariante, a pesar de los cambios inducidos por las variaciones esperadas (o 5 típicas) de sus condiciones ambientales. Las formas termoplásticas extrudidas típicas contienen tensiones internas significativas que dan como resultado cambios en la forma y en la dimensión que se presentan después de la formación, y especialmente durante el envejecimiento, cuando se utilizan para el servicio en lÉSk exteriores. Para superar sustancialmente estos problemas, los inventores han desarrollado técnicas para reducir la producción de estas tensiones durante el proceso de formación. La vibración de la fusión termoplástica, las paredes del molde, y la extrusora se pueden emplear para mejorar la 15 velocidad de flujo, y para mejorar la calidad del producto terminado. Se han utilizado frecuencias de vibración de entre 0.7 y 20,000 Hz en la técnica anterior para realizar una variedad de ^ metas en la producción de una variedad de productos termoplásticos . 20 Los inventores introducen una técnica novedosa en el procesamiento de materiales termoplásticos. Los inventores han encontrado que una reducción de presión abrupta y un retorno a la presión, repetido con frecuencia durante el proceso de extrusión, da como resultado un flujo sustancialmente más suave y tensiones 25 internas sustancialmente más bajas en la forma del extrudido resultante. Este ciclo de presión alta-baja-alta mostrado en las Figuras 23 y 26 es suficientemente rápido para ser adiabático. El ciclo, en efecto, es una clase de proceso contra el forjado mediante el cual las ondas de expansión inducidas 5 alientan a las cadenas sujetadas e ínter-aseguradas de los polímeros a liberarse y safarse. Una característica clave de la invención es la relajación de la presión, durante la formación final, hasta sustancialmente la presión atmosférica, y el mantenimiento de esta baja presión durante el enfriamiento desde F justo arriba de la temperatura de transición de cristal hasta el estado esencialmente solidificado. Debido a la pequeña variabilidad del material y del proceso sobre una base momento por momento, todos los segmentos del posicionador se pueden formar en un proceso simultáneo utilizando un flujo común de material de moldeo. Para los materiales termoplásticos cuyas temperaturas de transición de cristal son suficientemente bajas para propor- cionar suficiente plasticidad a temperaturas de fusión debajo de 315.5°C, se prefiere un procedimiento tal como el mostrado en el Ejemplo A. Para otros materiales termoplásticos, como el politetrafluoroetileno (PFTE) , que realmente no se funde completamente sino que más bien requiere de un proceso de sinterización, la modalidad del Ejemplo B puede ser más apropiada. Estos ejemplos se observan como se describen más adelante, y se ilustran en las Figuras 22 a 27.
Ejemplo A Un factor importante en este proceso es la rápida y f frecuente liberación de presión por impulsos durante la formación de la fusión y el proceso de extrusión. Estos polímeros termo- 5 plásticos tienen una forma molecular tanto de un peso molecular variable como de una longitud de cadena del polímero variable que alientan el inter-aseguro de las cadenas, lo cual conduce a propiedades de flujo no Newtonianas, produciendo las tensiones aseguradas a partir de métodos de formación de alta presión É continuos típicos. La Figura 22 muestra una cabeza de dado de extrusión 201 conectada a un cuerpo de extrusora 203. Un tornillo de extrusión 205 se localiza adentro del cuerpo de la extrusora 203. Se utilizan uno o más ensambles de pistón hidráulico 207, con los pistones 209, para ajustar el cambio de volumen, y por 5 consiguiente, la presión. La cantidad de cambio de volumen requerido para que la presión baje sustancialmente, puede ser muy pequeño. Por consiguiente, los pequeños pistones hidráulicos, que rodean a la cámara de mezcla final justo antes del dado de forma de extrusión, necesitan moverse sólo por una carrera muy corta, 0 que es suficiente para permitir que se produzca el rápido cambio de presión con mucho menos inercia de la que podría presentarse de los esfuerzos para mover el plastificante de tornillo o el pistón de presión principal. Los inventores han encontrado que el dado de extrusión debe tener un adelgazamiento pequeño a lo largo 5 del agujero con el objeto de evitar una mezcla turbulenta en la aproximación a la abertura de la forma final. Para este proceso, las presiones apropiadas pueden ser de aproximadamente 0 kg/cm2 a aproximadamente 140 kg/cm2, y esta presión puede ciclar aproximadamente cada uno a 10 milisegundos. 5 La presión ciclando puede actuar sobre el extrudido caliente mientras se enfría, por ejemplo, hasta la temperatura de transición de cristal de -50°C a +50°C. La etapa de extrusión en impulsos es seguida por un templado de enfriamiento lento controlado en los baños 211, cuyo lÉf propósito es impedir que se desarrollen gradientes de enfriamiento significativos en el extrudido, lo cual induciría tensiones. Este diagrama de flujo de templado con enfriamiento se muestra en la Figura 24. La Figura 24 indica una configuración esquemática de los baños de tratamiento del extrudido (de aproximadamente 15 100°C a 300°C) inmediatamente en seguida de la extrusión. En el paso 213, el extrudido caliente surge de la cabeza del dado. En el paso 215, el extrudido caliente se expone al primer baño que ^ se mantiene a una temperatura de aproximadamente 20°C a 50°C debajo de la temperatura del extrudido. En el siguiente paso, el 20 paso 217, el extrudido caliente, un poco enfriado, se expone al segundo baño, que se mantiene a una temperatura de aproximadamente 20°C a 50°C debajo de aquélla del paso 215. En el siguiente paso, 219, el extrudido se expone al tercer baño, que se mantiene a una temperatura de entre 20°C y 70°C debajo de aquélla del paso 25 217. Finalmente, en el paso 221, el extrudido se expone a un baño más limpio, mantenido a aproximadamente 63-65.5°C. En seguida del baño más limpio, se proporciona un enjuague cálido (paso 223) i para limpiar el extrudido, que luego se seca con aire cálido. La duración de cada paso se establece para proporcionar un equili- brío de temperatura a través del extrudido antes de entrar a la siguiente etapa del templado. El tiempo para cada paso variará con la forma de sección transversal y el tamaño del extrudido. En el examen de los resultados de producción de este método de Liberación de presión por impulsos, se han sumergido tramos extrudidos de muestras completamente enfriadas y añejadas en un baño uniformemente calentado para determinar si se podían observar deformaciones. Cuando se comparan los materiales extrudidos, producidos con y sin el proceso ilustrado en el Ejemplo A, la diferencia llega a ser muy aparente en la deforma- ción sustancial de las partes no procesadas mediante estas técnicas. Las partes procesadas muestran pocos o ningún cambio de forma o dimensión. Se cree que las mejoras observadas resultan de las cadenas moleculares inter-aseguradas y tensadas que se desenrollan y se relajan durante las breves porciones de baja presión del impulso. La fase de formación final de la extrusión se puede realizar durante una condición de baja presión, bajo la cual se mejoran sustancialmente las propiedades de flujo. La fase de solidificación debe ser a una presión tan baja que proporcione contacto con la forma del dado, típicamente cerca de 1 bar. El proceso de liberación en impulsos mejora la fluidez del extrudido. El adelgazamiento utilizado depende de la forma y del tamaño de la sección transversal que se esté produciendo. Los ife adelgazamientos de 2 a 15 grados pueden incluir el rango óptimo para la mayoría de las formas relativamente pequeñas y para los 5 materiales como polietileno, polipropileno, polietileno de alto peso molecular, y algunas mezclas copoliméricas . Un parámetro importante que controla el adelgazamiento, es la proporción de reducción del volumen seccional que produce un incremento de presión para expulsar la extrusión junto con una elevación de k temperatura adiabática. La cantidad de adelgazamiento necesario variará con las propiedades de la fusión (viscosidad y comportamiento no Newtoniano) . La elección del ángulo puede estar directamente relacionada con el volumen seccional, y en el caso ideal, variará con el espesor seccional en las formas complejas. Para muchos comportamientos de fusión, la reducción efectiva del volumen puede estar en el rango de aproximadamente el 1 al 7 por ciento . La salida inicial del extrudido tiene una sección de enfriamiento con aire muy corta antes de entrar al primer baño de templado. La elección de la temperatura de este primer baño se selecciona mediante experimento para estabilizar justamente el material en partículas con una tensión mínima con respecto a las propiedades tales como su forma, espesor de sección, y velocidad de salida volumétrica. Esta puede estar en cualquier parte de 6.6°C a 37.7°C debajo de la temperatura de salida del extrudido, tomando en cuenta que siempre haya algún enfriamiento adiabático desde la caída de presión al salir la forma del dado. Pueden ser suficientes tres etapas de caídas de temperatura del baño sucesivas para liberar la tensión y estabilizar la mayoría de las 5 formas. La longitud del extrudido que se acopla en cada baño, y por lo tanto, el tiempo que pasa en el mismo, se determina mediante la estabilidad de la temperatura del extrudido a medida que surge del baño. Después del baño de templado final, un baño limpiador jremueve cualesquiera residuos de los materiales del F baño de templado. Para los materiales termoplásticos de más alta temperatura, el baño inicial (o los baños) puede ser uno de los aceites minerales purificados bajos en ácidos adecuados para las temperaturas operativas. El baño limpiador remueve estos residuos y cualesquiera otros contaminantes superficiales significativos. 5 Ejemplo B Los fluoropolímeros, que son altamente deseables por su constante dieléctrica baja y sus propiedades de pérdida muy bajas en el rango de 10 MHz a 1 GHz, tienen propiedades de formación más difíciles. Estos materiales realmente no se funden como los 0 termoplásticos discutidos en el Ejemplo A. El material de fluoropolímero, que empieza en una forma de partículas, se procesa de una manera que es un poco afín a la metalurgia en polvo. Se comprime en una forma, posiblemente con un aglutinante, como una forma "verde", y luego se sinteriza en una forma y 5 configuración sólida final. Durante la formación a presión de estas formas verdes, las liberaciones de presión en impulsos similares tienen un efecto benéfico sobre la uniformidad y los f resultados desde el proceso de sinterización posterior a la formación. Las Figuras 25 a 27 describen un método aplicado a 5 estos materiales y formas. Después de sinterizar completamente y curar el PTFE, por ejemplo, después de la formación del material calentado en una atmósfera inerte y en un dado formador por impulsos de presión que produzca rápidas alteraciones de volumen alto-bajo-alto del 1 al 3 por ciento, se mejora la estabilidad y ÉF la precisión de la forma final. Esta secuencia de pasos de proceso que varían la presión constituye el Ejemplo B para estos materiales . Haciendo referencia a la Figura 25, se muestra una cámara atmosférica inerte 251 en donde está entrando una 5 alimentación continua de material sinterizado en forma de listón 253. Se muestra una cámara de calentamiento de listón 255 adentro de la cámara atmosférica inerte 251 para calentar el listón 253. Un conjunto de dado formador adelgazado 257 acepta el listón 253. Un pistón de presión en impulsos 259 aplica una onda de presión 0 de templado al listón sinterizado calentado 253, reduciendo de esta manera la tensión interna, y mejorando la estabilidad de la forma. El pistón de presión en impulsos 259 puede emplear pulsaciones que tengan un patrón de tiempo similar al mostrado en la Figura 26. El porcentaje de compresión se establece mediante 5 topes del dado.
Estos pasos se muestran en el diagrama de flujo de la Figura 27. En particular, el paso 261 muestra el listón de FTPE comprimido caliente antes de introducirse en la cámara atmosférica inerte 251. El paso 263 muestra la entrada del listón en una cámara de sinterización a ba a presión. El paso 265 muestra la alimentación del listón sinterizado caliente en el dado pulsante atmosférico de inserto, como se muestra en la Figura 25. El paso 267 es el paso final, en donde se envía el listón caliente a una cámara de enfriamiento a baja presión. Torcimiento Helicoidal Eli paso de formación final para una modalidad de la presente invención de cable cuádruple involucra impartir un torcimiento apropiado al posicionador. El torcimiento helicoidal deseado se produce en un proceso que se parece solamente al 15 posicionador central sin conductores, y luego en una fase calentada imparte, a manera de un sistema de dado formador que se mantiene a una temperatura debajo de la temperatura de transición A de cristal (Tg) , el torcimiento helicoidal deseado al ensamble. El ensamble enfriado subsecuentemente se abre parcialmente 20 durante la siguiente etapa, en donde se instalan los conductores en sus muescas. En seguida, el ensamble se comprime para cerrarse, y entra a la siguiente etapa, en donde se ensamblan los materiales del protector interno (o de espejo) a la preforma del cable. Luecfo este ensamble está listo para el cubrimiento final 25 con la sección protectora, el miembro de tracción, y la camisa externa . En seguida del proceso de extrusión, el posicionador puede estar listo para instalarse. Los materiales termoplásticos apropiados para el posicionador pueden ser tales que la resisti-5 vidad del material del posicionador sea entre aproximadamente 105 y 1018 ohm-segundo, su constante dieléctrica sea entre aproximadamente 1.05 y 4.0, y sus pérdidas dieléctricas bajas tengan una tangente de pérdida menor de 0.1 sobre el rango de frecuencia objetivo, en general hasta o más de 1 GHz. F Otras propiedades del material son que el material del posicionador debe tener propiedades de añejamiento y de resistencia a la intemperie tales que, para un rango de temperatura de - 50°C a +50°C y un rango de humedad del 0 al 100 por ciento, resulte unei variación menor del 1 por ciento de la funcionalidad electromagnética. Los módulos flexurales de los materiales de plástico aceptables para el posicionador están en un rango de aproximadamente un mínimo de 0.07 x 109 pascales (0.01 x 106 psi, típico del polietileno blando, y probablemente del PTFE) hasta un máximo de 6.89 x 109 pascales (1.00 x 106 psi, típico del PAEK) . Estos tipos de materiales son variablemente moldeables o necesitan "sinterizarse" para que se extiendan en el rango de tipos. Un polipropileno rellenado con vidrio también puede ser un material candidato. También se pueden utilizar varias mezclas de estos materiales. Impulso y Terminación para un Buen Balance Existen tres dominios de frecuencia de un interés particular para la operación de red contemplada por esta divulgación: 1) el rango de corriente directa o de baja frecuencia para la energía o para la señalización de muy baja frecuencia 5 como con el voltaje de timbre POTS en alrededor de 20 Hz; 2) el rango de baja frecuencia o de frecuencia de voz desde aproximadamente 375 Hz hasta aproximadamente 3,400 Hz; 3) el rango de alta frecuencia de banda amplia para que los datos digitales alcancen alrededor de 1 GHz . k El elemento impulsor y el elemento terminador contemplados, pueden separar estos tres rangos de una manera efectiva para aislar cualquier interacción entre ellos. El tipo de formato de datos digitales que parece más deseable a la luz de los estándares existentes en el mundo, es el formato SONET o SDH, que 15 son los estándares actuales aceptados, mediante los cuales operan la mayoría de las comunicaciones de fibra óptica de todo el mundo. Un marco básico o "carro-caja de tiempo" de este esquema ^ de multiplexión de división de tiempo se estableció en una duración de 125 microsegundos, es decir, un grupo cada 1/8,000 de 20 1 segundo. La estructura de las ranuras de tiempo de cualquiera de estos dos formatos se muestra en la Figura 28. La organización de cada marco está representada por 810 ranuras de tiempo u "orificios de pichón", que se muestran configuradas en una matriz 283 de 9 filas por 90 columnas. Cada ranura 281 contiene una 25 palabra de 8 bits o 1 byte. Los bytes fluyen fila por fila en secuencia empezando en 1 y terminando en 810 por cada marco de 125 microsegundos. Entonces hay 6,480 bits por marco a 8,000 f veces por segundo da la velocidad de bits básica de 51.84 megabits por segundo. Esta es solamente la velocidad de bits 5 básica o mínima o el formato STS-1 cuando está en forma eléctrica. Cuando se utiliza para producir una señal óptica para, digamos, una línea de fibra óptica, entonces este formato se denomina un OC-1 (portador óptica) . Los estándares SONET y SDH incluyen el uso de un esquema de codificación de 8 bits, conocido J como B3ZS, que opera para prevenir los tramos extendidos de unos o ceros, mediante la modificación de la palabra digital en una forma que permite la descodificación o recuperación de los verdaderos datos de la fuente. Este esquema se desarrolló para evitar que una energía de baja frecuencia significativa cambiara 15 la línea base de la señal, que a su vez alteraría la recuperación precisa de la señal digital. Por consiguiente, este formato evita los componentes de baja frecuencia sustancial en la señal de A 51.84 MHz. El marco básico STS-1 se utiliza como la estructura 20 para la división de tiempo adicional mediante la colocación de hasta 192 veces los datos en este formato fundamental. Es decir, cada marco de 125 microsegundos subdivide cada una de las 810 células en tantas como 192 palabras, cada una de solamente 8 bits de largo. Esto multiplica la velocidad de bits también por hasta 25 192 veces, dando como resultado una velocidad de datos de bits de máxima corriente de 9.9456 GHz. Los estándares actuales comúnmente utilizan múltiplos de 3, 12, 24, 48, 96, y 192 veces la f velocidad base en los sistemas de comunicación de trabajo utilizados a través de todo el mundo. El modo de señal eléctrica 5 contemplado para algunos de los tipos de sistemas de cables de la última milla dados a conocer en la presente, es típicamente STS-3 (155.52 MHz) o STS-12 (622.08 MHz). En estos casos, solamente necesita haiber una respuesta de baja frecuencia muy limitada en la porción del elemento de impulso o de terminación balanceado F empleado por la presente invención. La mayoría de las topologías de circuitos de procesamiento de señales, especialmente las que utilizan técnicas de circuitos integrados, son diseños de un solo extremo o no balanceados. Se deben emplear elementos para acoplar hacia adentro y hacia afuera del diseño cuádruple balanceado estos circuitos de un solo extremo no balanceado, mientras que se conserve el desempeño de EMIR y XTLK del cable. Los dispositivos balun que tienen propiedades que se parecen a los transformadores, se han utilizado anteriormente para este propósito. C.L. Ruthroff publicó un documento clásico relacionado con esta materia en la edición de agosto de 1959 de Proceedings of IRE, páginas 1337-42. Estos diseños tienen un rechazo de modo común limitado (CMR) , y algunas limitaciones de amplitud de banda relevantes. Los dispositivos de línea de casi transmisión que utilizan núcleos de ferrita de múltiples aberturas también se han utilizado para hacer Baluns, pero éstos tienen dificultades para lograr un CMR mejor que 25 a 30 dB sobre una amplitud de banda f ancha. Dos Patentes de los Estados Unidos de ejemplo son las Nos.: 5,220,297, a Crowhurst, "Transmission Line Transformer 5 Device"; y 5,379,006, a McCorkle, "Wideband (DC To GHz) Balun" . Las Figuras 9 y 10 detallan los dispositivos de impulso y terminación que se pueden emplear en la presente invención. En el sistema novedoso de impulsor y receptor balanceado, las impedancias de terminación se controlan esencialmente mediante ÉF resistores configurados en "delta". En ambos casos, estos pequeños arreglos de resistores de película aislan los componentes de corriente directa y de baja frecuencia sobre las líneas por medio de filtros de paso alto 501 mostrados, y los capacitores físicamente pequeños integrados en cada arreglo de resistor 5 delta. El impulsor balanceado, mostrado en la Figura 9, incluye las fuentes de corriente de señales de polarización a negativo-positivo 503 y 505, que impulsan el cable, más los arreglos de la fuente y el resistor de terminación, minimizando 0 de esta manera los cambios de impedancia en las transiciones o en los estados "uno" o "cero". En particular, la Figura 9 muestra una corriente de datos en formato STS que entra a un circuito de elevación de alta frecuencia de impulso 507. El circuito de elevación de alta frecuencia 507 compensa las pérdidas. El 5 circuito de elevación de alta frecuencia 507 se ajusta con el circuito de elevación de abertura del receptor 509 (Figura 10) para satisfacer las especificaciones BER. La salida del circuito f de elevación de alta frecuencia se envía a un divisor de fase 508. La salida del divisor de fase 508 es de dos señales a 180° 5 fuera de fase. La primera señal mostrada por la línea 511 entra a un impulsor de la fuente de corriente de banda amplia 503. La otra señal, mostrada por la línea 513, entra al impulsor de la fuente de corriente de banda amplia 505. Un filtro de paso alto balanceado 501 recibe ambas señales. Estas pasan a través del F arreglo del resistor 515 hacia el cable cuádruple 517. También se muestra en la Figura 9 un filtro de paso bajo 519 que acepta las entradas desde los servicios de baja frecuencia auxiliares, así como las fuentes de energía de corriente directa. Estas señales de baja frecuencia se envían al cable 517 también, para propor- cionar, por ejemplo, las líneas 55 y 57 de la Figura 2. El extremo de recepción de la línea balanceada, mostrado en la Figura 10, termina en el arreglo del resistor pasivo 515' acoplado con el amplificador de entrada de cola larga en cascada de polarización a negativo-positivo. Esta etapa acopla la señal con el sistema y con un comparador a reloj digital con muy buen CMR sobre toda la amplitud de banda. La Figura 10 muestra con mayor detalle el sistema receptor de cable balanceado. El extremo de recepción del cable 517 es recibido en un arreglo de resistor pasivo 515'. Los componentes de baja frecuencia de la señal pasan a través del filtro de paso bajo 519' hasta, los servicios de baja frecuencia auxiliares, y proporcionan la energía de corriente directa. Los componentes de f alta frecuencia pasan a través del filtro de paso alto 501'. Los componentes de alta frecuencia pasan hasta un amplificador de 5 entrada balanceada 521. El amplificador de entrada balanceada 521 puede tener una arquitectura de par de cola larga en cascada diferencial. El CMR del amplificador de entrada balanceada puede ser mayor de 40 dB a través de la amplitud de la banda. La salida del amplificador de entrada balanceada se puede pasar a través de j un sistema de sujeción sincrónico restaurador de corriente directa 523. La salida del sistema de sujeción se envía a un circuito de elevación de abertura del receptor 509. El circuito de elevación de abertura del receptor 509 se puede utilizar para recortar el denominado "patrón de ojo", para satisfacer las 15 especificaciones BER. La salida del circuito de elevación de abertura del receptor 509 es la corriente de datos. Estas etapas del impulsor y el receptor han demostrado g^ un funcionamiento mejor de 50 dB CMR. En un diseño completamente integrado, este nivel de funcionamiento debe aproximarse 20 estrechamente a un costo relativamente bajo. Los tipos de etapas de entrada y salida discutidos en la presente se incorporan fácilmente en los módulos regeneradores para utilizarse en el sistema de cable como se da a conocer anteriormente. También en las Figuras, como se describen anteriormen- 25 te, se muestran los dispositivos de sujeción de voltaje transito- rio para evitar impulsos de alto voltaje desde una variedad de posibles fuentes (por ejemplo, descargas electrostáticas, f relámpagos cercanos o EMP, o transitorias de la conexión o del servicio) . 5 Uso de Este Cuádruple para Aplicaciones de "Alambre de Fuego" Recientemente, un nuevo estándar de barra colectora de datos en serie para utilizarse con periféricos de computación ha empezado a alcanzar un uso ampliamente extendido. Este nuevo estándar es el IEEE 1394 o su equivalente cercano en el IEC jÉÉ internacional 1883. La apelación "ALAMBRE DE FUEGO" se ha utilizado ampliamente para nombrar a este nuevo alambre y sistema de barra colectora. El cable de interconexión físico de estos sistemas utiliza dos pares torcidos y dos alambres de suministro de energía adentro de protectores globales. El ALAMBRE DE FUEGO 15 se pretendió originalmente para tramos relativamente cortos, para interconectar una variedad de accesorios a una computadora personal. Estos estándares han crecido en su rango y en las ^ velocidades operativas de datos, de modo que el límite original de 100 Megabits/segundo ahora va hasta 400 Megabits/segundo, y se 20 propone que alcance todavía uno tan alto como 1,200 Mega- bits/segunclo . Estos cables, modificados por la invención, pueden ser muy adecuados para conectar muchos tipos de aparatos actuales y futuros, dispositivos de información, y accesorios a través de un hogar u oficina. 25 La forma del cable de la presente invención se presta fácilmente para este objetivo. El cable se puede modificar fácilmente para incluir dentro de él dos conductores de energía. f Ciertamente se puede diseñar una versión de tamaño reducido para medios ambientes en interiores. Las ventajas únicas de esta forma 5 de cable se pueden explotar para estos usos y con ahorros sustanciales para esta aplicación más limitada. Es interesante que el arbitraje de ciclo de barra colectora de raíz seleccionado por el estándar utilice el mismo intervalo que los protocolos SDH y SONET - 125 microsegundos. En ÉF vista de la interfaz del usuario activa siempre conectada del sistema de comunicación global dado a conocer, y de los objetivos de alta velocidad de datos del ALAMBRE DE FUEGO, estos sistemas parecerían acoplarse bien, con las funciones de datos fácilmente interconectadas para el medio ambiente local. Este ALAMBRE DE 5 FUEGO forma la estructura de cable novedosa, y estas aplicaciones son absolutamente contempladas por esta divulgación. Ejemplo de un Proceso de Fabricación Este ejemplo utiliza un posicionador de la forma de la Figura 16, pero en donde se omiten los espacios localizadores 0 radiales para las fibras. El material seleccionado para este ejemplo es PTFE. El diámetro del núcleo ensamblado es de 1.066 centímetros. Se forma mediante la extrusión "verde", la sinterización, y la operación de forjado final, como se describió anteriormente. Se ensambla previamente, y luego se forma en un 5 túnel calentado con atmósfera inerte para dar un torcimiento helicoidal de 1.8 vueltas por pie. Los conductores Anulares Tubulares Unitarios (UTAc) se separan a 0.508 centímetros sobre los centros, y el arreglo cuádruple ortogonal se centra en el diámetro de 1.066 centímetros del soporte del núcleo. 5 Los UTAc ' s se fabrican de tubería de un OD de 0.975 milímetros, templada en blando, y formada a partir de una de las aleaciones altas en níquel-hierro (18-30 por ciento de Ni), que son axialmente magnetizables hasta más de 0.6 Tesla. El ID del tubo es de aproximadamente 0.66 milímetros. Este tubo se fabrica F? como un tramo continuo de material formado, laminado, y fundido, produciendo una construcción "sin costuras", con una superficie interna lisa. Se chapea con cobre, y se electropule hasta un acabado brillante liso, y hasta un espesor de 28 mieras. Luego esta superficie se recubre extrudiendo la matriz magnética de 15 esmalte de uretano que contiene el polvo de ferrita de Ni-Zn como se describió anteriormente, hasta un espesor adicional terminado de 11 a 14 mieras después de la solidificación en el campo ^ magnetizante axial. Esto se puede realizar como una operación continua después de que se forme la tubería chapeada. Luego el 20 ensamble sc'lidificado se recubre con un material de esmalte de uretano blando hasta un espesor de 4 a 6 mieras en un proceso de inmersión y secado de múltiples etapas similar al utilizado para recubrir el aislamiento de un alambre magnético. Es conveniente codificar con color esta capa para identificar cada uno de los 25 cuatro UTAc ' s en un cable terminado. Esto termina la formación del conductor Anular Tubular Unitario que, en esta etapa, debe almacenarse en carretes con un diámetro mínimo de 1.22 metros. ájf El siguiente paso del proceso para los conductores es dirigir hacia adentro del tubo o los tubos seleccionados, el 5 número requerido de fibras ópticas, utilizando tramos apropiados seleccionados para las longitudes de tramos del cable terminado pretendido (desde, digamos, 1,219.2 metros hasta las longitudes más cortas que se vayan a utilizar, típicamente 121.92 metros). Las fibras ópticas son de un solo modo, recubiertas de plástico, n y codificadas en color para la identificación. Un conductor de alambre de acero fino las dirige hacia adentro del tubo, en una trayectoria generalmente recta, junto con el compuesto superabsorbente, que también actúa entonces como un lubricante para la operación de dirección de la fibra. Dependiendo de la aplicación, 5 las fibras se pueden insertar en solamente uno en unos cuantos de los UTAc ' s . Un contenido mínimo de fibra sugerido es uno por UTAc en cada uno de los dos pares de señales eléctricas. Cuatro de los tramos apropiadamente seleccionados de tubos se ensamblan entonces en un apartado continuo, y se re-0 ensambla el posicionador de PTFE. En este punto, los tramos de cable de núcleo previamente seleccionados están listos para el ensamble del protector siguiendo el programa ilustrado anteriormente bajo Diseño del Protector. Las capas de cubrimiento externo deben emplear la primera capa protectora de "simetrización de EMI (si etrizadora) , y la segunda capa protectora (más externa) que tenga el diseño de impedancia parcial resistiva descrito anteriormente (alojamiento externo de acoplamiento de impedancia) . Estos pasos de protección terminan el ensamble del cable terminado. El cable terminado se debe almacenar en carretes de un 5 diámetro mínimo de 1.22 metros. Subsecuentemente a la fabricación del cable, se realiza la terminación de los extremos en un medio ambiente diferente, en donde los extremos de los cables se cortan de regreso hasta una longitud apropiada, para permitir que las fibras ópticas se hagan iF a la medida, hasta una longitud de fibra de servicio apropiada, amortiguada por algún tubo amortiguador de plástico de soporte. Las fibras se pueden dejar en este estado para uso futuro, o se pueden terminar en los conectores seleccionados. Al mismo tiempo, los conductores anulares tubulares se conectan eléctricamente 15 mediante un empalme de camisa encogible para proporcionar las conexiones eléctricas muy cortas con los dispositivos impulsor de la fuente y terminador del receptor. ^ Este ejemplo de cable se puede utilizar en el sistema de Nodo en, por ejemplo, STS-3 o a 155 Megabits/segundo, o para 20 datos a 622 Megabits/segundo (STS-12) . Se han descrito un número de modalidades de la presente invención. No obstante, se entenderá que se pueden hacer muchas modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, la simetría y el alojamiento externo de 25 acoplamiento de impedancia se pueden emplear convenientemente en los cables coaxiales. Además, se puede emplear en los cables axiales gemelos (Figura 29) , en donde se localizan dos cables f coaxiales 1,601 y 1,603 adentro de una sola camisa 1,609. Se proporcionan conductores anulares concéntricos dobles 1605 y 1607 5 en esta modalidad. De una manera similar, haciendo referencia ala Figura 30, algunos formatos de cable, tales como Super VHS o Y/C, emplean dos cables coaxiales, en donde los retornos no son coaxiales. Estos se pueden beneficiar similarmente de un alojamiento externo 1707 que tenga acoplamiento de impedancia.
F Por supuesto, cualquiera de los cables se puede beneficiar adicionalmente de una capa simetrizante también. Se debe observar además que cada cable, por ejemplo 1701 y 1703, también puede ser un cable cuádruple, por ejemplo. La invención también contempla cables tri-axiales. 15 De conformidad con lo anterior, otras modalidades están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

  1. REIVI DICACIONES 1. Un sistema para comunicar datos en dos direcciones, que comprende : un dispositivo de interfaz de nodo local para conexión 5 a una red, incluyendo: un circuito de baja frecuencia para comunicar señales de baja frecuencia, energía o señales de corriente continua; y un circuito de alta frecuencia para comunicar datos; un cable conectado al dispositivo de interfaz de nodo F/ local; un dispositivo de interfaz de usuario para conectar el cable a una pluralidad de dispositivos de datos, incluyendo: un circuito de baja frecuencia para comunicar señales de baja frecuencia, energía o señales de corriente 15 continua; un circuito de alta frecuencia para comunicar datos; y ^ una pluralidad de interfaces para comunicar señales a y desde una pluralidad de dispositivos de entrada, tal 20 que al menos uno de los dispositivos de interfaz de nodo local y de interfaz de usuario comprenda además un puerto configurado para comunicaciones inalámbricas. 2. El sistema de la reivindicación 1, donde dicho dispositivo de interfaz de usuario comprende además un puerto 25 inalámbrico, y comprendiendo además una línea POTS acoplada a dicho puerro inalámbrico. 3. El sistema de la reivindicación 2, donde el dispositivo de interfaz de usuario comprende además un puerto de radio para comunicaciones con un dispositivo periférico, el 5 puerto de radio para comunicar con el dispositivo periférico mediante ya sea ondas de radio, ondas de RF, o micro-ondas. 4. El sistema de la reivindicación 1, donde el dispositivo de interfaz de usuario comprende además un puerto de estándar abierto de la industria para un control de dispositivo f de interfaz de usuario, donde un nivel de control puede ser dado como entrada al dispositivo de interfaz de usuario vía el puerto de estándar abierto de la industria. 5. El sistema de la reivindicación 1, donde el dispositivo de interfaz de nodo local, el cable y el dispositivo 15 de interfaz de usuario operan en el dominio óptico. 6. El sistema de la reivindicación 1, donde el dispositivo de interfaz de nodo local, el cable y el dispositivo ^ de interfaz de usuario operan en el dominio eléctrico. 7. El sistema de la reivindicación 1, comprendiendo 20 además un dispositivo de interfaz de fibra conectado al dispositivo de interfaz de nodo local. 8. El sistema de la reivindicación 7, comprendiendo además un nodo local, y donde el nodo local incluye una pluralidad de dispositivos de interfaz de fibra y dispositivos de 25 interfaz de nodo local. 9. El sistema de la reivindicación 7, comprende además un puerto configurado para comunicaciones inalámbricas, acoplado al nodo local. 10. El sistema de la reivindicación 1, donde el puerto 5 configurado para comunicaciones inalámbricas está dispuesto en el dispositivo de interfaz de nodo local. 11. El sistema de la reivindicación 10, donde el puerto configurado para comunicaciones inalámbricas está acoplado a un circuito. iFk 12. El sistema de la reivindicación 1, donde el puerto configurado para comunicaciones inalámbricas comprende además un módulo que se enchufa teniendo un traductor para traducir señales en un protocolo celular a señales en un protocolo diferente. 13. El sistema de la reivindicación 12, donde el 15 protocolo diferente es el lenguaje de computadores Linux. 14. El sistema de la reivindicación 12, donde el protocolo celular es CDMA. ^ 15. El sistema de la reivindicación 12, donde el protocolo celular es CDPD. 20 16. El sistema de la reivindicación 12, donde el protocolo celular es WAP. 17. El sistema de la reivindicación 12, donde el protocolo celular es TDMA. 18. El sistema de la reivindicación 12, donde el 25 protocolo celular es GSM. 19. Un sistema para comunicar datos, que comprende: un dispositivo de interfaz de nodo local para conexión f a una red, que incluye: un circuito de baja frecuencia para comunicar señales 5 de baja frecuencia, energía o señales de corriente continua; y un circuito de alta frecuencia para comunicar datos; un cable conectado al dispositivo de interfaz de nodo local; un dispositivo de interfaz de usuario para conectar el Mk cable a una pluralidad de dispositivos de datos, incluyendo: un circuito de baja frecuencia para comunicar señales de baja frecuencia, energía o señales de corriente continua; un circuito de alta frecuencia para comunicar 15 datos; y una pluralidad de interfaces para comunicar señales a y desde una pluralidad de dispositivos de entrada, ^ al menos uno de los dispositivos de interfaz de nodo local y de interfaz de usuario comprendiendo además un 20 puerto pare, un circuito de comunicaciones por satélite. 20. Un sistema de comunicaciones, que comprende: una pluralidad de anillos regionales, cada anillo regional incluyendo: un punto de transferencia de conmutadores; y 25 una pluralidad de nodos acoplados en una estructu- ra de anillo al punto de transferencia de conmutadores, cada nodo incluyendo: al menos un dispositivo de interfaz de fibra; Y 5 un dispositivo de interfaz; un circuito de puenteo entre cada dos de los anillos refionales para permitir transferencia de datos entre los anillos regionales; y una pluralidad de dispositivos de interfaz de fk usuario, cada dispositivo de interfaz de usuario conectado a un dispositivo de interfaz de nodo local respectivo mediante un cable, donde al menos uno de ya sea los puntos de transferencia de conmutadores, los anillos regionales, los nodos, el circuito de puenteo, o los dispositivo de interfaz de usuario comprende 15 además un puerto para comunicaciones inalámbricas. 21. El sistema de la reivindicación 20, donde el circuito de puenteo incluye un enlace de comunicaciones de micro- ^ ondas . 22. El sistema de la reivindicación 20, donde hay 20 entre 16 y 64 dispositivos de interfaz de nodo local por nodo. 23. El sistema de la reivindicación 20, comprendiendo además un puerto acoplado al dispositivo de interfaz de usuario para un controlador de interfaz de usuario. 24. Un método para alterar datos en un sistema de 25 comunicaciones, que comprende: aceptar datos en un cuadro de formato de datos predeterminado; des-multiplexar el cuadro de formato de datos predeterminado; recibir una transmisión de una red inalámbrica; alterar los datos en el cuadro de formato de datos predeterminado con base en la transmisión de la red inalámbrica; y multiplexar el cuadro de formato de datos predeterminaf do . 25. Un método para alterar datos en un sistema de comunicaciones, que comprende: aceptar datos en un cuadro de formato de datos predeterminado; 15 des-multiplexar el cuadro de formato de datos predeterminado; recibir una transmisión de una red inalámbrica; ^ alterar los datos des-multiplexados con base en la transmisión de la red inalámbrica; y 20 transmitir los datos alterados. 26. El método de la reivindicación 25, donde el cuadro de formato de datos predeterminado es uno de ya sea un cuadro SONET/SDH o un cuadro ATM. 27. Un método para alterar datos en un sistema de 25 comunicaciones, que comprende: aceptar datos en un cuadro SONET/SDH; des-multiplexar el cuadro de formato de datos predeterf minado; recibir una transmisión de una red inalámbrica en un 5 formato CDMA; traducir la transmisión del formato CDMA a un formato diferente; alterar los datos des-multiplexados con base en la transmisión de la red inalámbrica; f transmitir los datos alterados; jenerar una señal de estado en el formato diferente; traducir la señal de estado al formato CDMA; y transmitir la señal de estado. 28. Un método para alterar datos en un sistema de 15 comunicaciones, que comprende: aceptar datos en un cuadro SONET/SDH; des-multiplexar el cuadro de formato de datos predeter-^ minado; recibir una transmisión de una red inalámbrica sobre 20 una línea POTS; traducir la transmisión del formato POTS a un formato diferente; alterar los datos des-multiplexados con base en la transmisión de la red inalámbrica; 25 transmitir los datos alterados; generar una señal de estado en el formato diferente; traducir la señal de estado al formato POTS; y transmitir la señal de estado. 29. Un método para alterar datos en un sistema de comunicaciones, que comprende: aceptar datos en el cuadro de formato de datos predeterminado; des-multiplexar el cuadro de formato de datos predeterminado; f recibir una transmisión de una red de satélite; alterar los datos en el cuadro de formato de datos predeterminado con base en la transmisión de la red de satélite; y multiplexar el cuadro de formato de datos predetermina- 15 do. 30. Un método para alterar datos en un sistema de comunicaciones, que comprende: ^ aceptar datos en un cuadro de formato de datos predeterminado; 20 des-multiplexar el cuadro de formato de datos predeterminado; recibir una transmisión de una red de satélite; alterar los datos des-multiplexados con base en la transmisión de la red de satélite; y 25 transmitir los datos alterados. 31. El método de la reivindicación 30, donde la alteración ocurre en un dispositivo de interfaz de usuario. f 32. El método de la reivindicación 31, comprendiendo además transmitir una señal a un dispositivo de interfaz con base 5 en los datos alterados. 33. El método de la reivindicación 32, donde el dispositivo de interfaz controla la operación de un aparato doméstico . 34. Un sistema de comunicaciones, que comprende: i una antena central; una pluralidad de sub-antenas en comunicación con la antena central; un anillo regional en comunicación con cada sub-antena de la pluralidad de sub-antenas, cada anillo regional incluyendo: 15 un punto de transferencia de conmutadores; y una pluralidad de nodos acoplados en una estructura de anillo al punto de transferencia de conmutadores, cada nodo incluyendo: al menos un dispositivo de interfaz de fibra; y 0 al menos un dispositivo de interfaz de nodo local acoplado a cada dispositivo de interfaz de fibra; y una pluralidad de dispositivos de interfaz de usuario, cada dispositivo de interfaz de usuario conectado a un dispositivo de interfaz de nodo local respectivo mediante un 5 cable. 35. El sistema de la reivindicación 34, comprendiendo además un enlace de comunicaciones de micro-ondas, y donde la M± antena central se comunica con cada sub-antena de la pluralidad de sub-antenas vía el enlace de comunicaciones de micro-ondas. F
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