Medios de Transmisión de Datos en Vehículos: Electricidad, Luz y Ondas Electromagnéticas

Clasificación según el Medio de Transmisión

Para realizar la transmisión de datos en serie se pueden utilizar tres medios principales:

• Electricidad: Utilizando cables eléctricos.
• Luz: A través de fibras ópticas.
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material y pueden transmitirse en el vacío.

Transmisión por un Solo Cable

Este método emplea un único cable sin apantallar de 0,35 mm². Debido a su falta de protección, es muy sensible a interferencias electromagnéticas. Se utiliza comúnmente en sistemas de climatización o módulos de techo practicable. Un ejemplo destacado es la línea K, empleada para el conector de diagnóstico OBDII. Estos sistemas operan con tensiones de 12V, y el sistema está diseñado para eliminar cualquier interferencia que no supere los 5V. La red CAN se interconecta con otras unidades del vehículo.

Transmisión por Cable Coaxial

Consiste en un cable eléctrico a través del cual se transmite la información. Está compuesto por:

• Un conductor central para la señal.
• Un dieléctrico (aislante) que rodea al conductor.
• Una malla conductora que envuelve al dieléctrico y se conecta a la masa del vehículo (31).
• Un aislante exterior para proteger contra la oxidación y el deterioro.

La malla actúa como una jaula de Faraday, impidiendo que las radiaciones externas afecten al conductor de señal interior. Este tipo de transmisión es considerablemente más fiable debido a la alta protección del cable de señal frente a la radiación electromagnética, aunque su uso es menos extendido debido a su mayor coste.

Transmisión UTP (Unshielded Twisted Pair)

Es uno de los métodos más empleados. El Unshielded Twisted Pair, o par trenzado sin protección, está formado por dos cables de 0,6 mm² que se trenzan entre sí. No disponen de malla exterior de protección.

Características y Funcionamiento:

• Topología en Línea: En los extremos de los conductores se colocan resistencias soldadas llamadas terminadores. Su objetivo es atenuar las variaciones de tensión para evitar la generación de tensiones parásitas.
• Valores de Resistencia:
  • Para altas velocidades de transmisión (500 Kbps a 1 Mbps): 120 ohmios.
  • Para bajas velocidades de transmisión (10 Kbps a 100 Kbps): 500 ohmios.

Mecanismo de Eliminación de Interferencias:

Los cables UTP están expuestos a interferencias por radiación electromagnética exterior. Para contrarrestarlas, se aplican las siguientes técnicas:

• Los dos cables van trenzados entre sí para asegurar que cualquier radiación exterior afecte a ambos por igual.
• Por cada conductor se emite exactamente el mismo mensaje, pero con variaciones de tensión opuestas.
• Las variaciones de tensión en cada conductor son simétricas.
• La electrónica de las unidades receptoras calcula la diferencia de tensiones entre ambos conductores.
• Al realizar esta diferencia, las interferencias, que afectan de manera similar a ambos cables, se cancelan, mientras que las señales originales se refuerzan.

Una ventaja significativa de esta transmisión es que, dado que el mensaje enviado por ambos cables es idéntico, la red puede seguir funcionando incluso si uno de los cables resulta dañado. Si la avería no compromete la seguridad del vehículo, se emitirá una advertencia pero el sistema continuará operativo. Sin embargo, si la avería afecta a la seguridad, el vehículo quedará inmovilizado hasta su reparación.

Transmisión STP (Shielded Twisted Pair)

El Shielded Twisted Pair, o par de cables trenzado con protección, mantiene las características de la transmisión UTP:

• Dos cables trenzados.
• El mismo mensaje en ambos cables.
• Señales eléctricas simétricas.
• Cálculo de la diferencia de tensiones para la recepción.

Adicionalmente, todo el conjunto se protege con una malla conductora (conectada a la masa del vehículo) que funciona como una jaula de Faraday. Esta malla mejora la velocidad de la red y aumenta la fiabilidad de la transmisión, previniendo la pérdida de mensajes debido a interferencias.

Transmisión Óptica

Este tipo de transmisión no se ve afectada por las radiaciones electromagnéticas. En lugar de corriente eléctrica, se utilizan haces de luz, y los cables eléctricos son reemplazados por fibras ópticas.

Componentes y Funcionamiento:

• La luz para la transmisión de datos se genera en un diodo LED, que emite luz roja con una longitud de onda de 650 nm.
• La recepción de la señal lumínica se realiza mediante un fotodiodo.
• Las fibras ópticas están compuestas por un núcleo de metacrilato con un diámetro de 1 nm.

En el futuro, se podrían emplear otros materiales como fibra de vidrio con diámetros menores.