¿Qué es la diafonía?

Los sistemas de comunicación utilizan señales analógicas para fines de comunicación y estas señales tienden a deteriorarse mientras viajan a través del medio de transmisión debido a la atenuación, la distorsión y el ruido. Esto conduce al deterioro de las señales en el extremo del emisor y del receptor. 
La diafonía es un tipo de señal de ruido que corrompe la señal real durante la transmisión a través del medio de comunicación. La diafonía se produce cuando una señal transmitida por un cable interfiere y corrompe la señal transmitida por otro cable en las proximidades. 

Ocurre principalmente en sistemas de comunicación que involucran hilos de cobre para la transmisión, como UTP ( cable de par trenzado sin blindaje ) o cable coaxial . Es uno de los principales problemas en los sistemas de comunicación, la electrónica de audio y los diseños de circuitos integrados.

La diafonía se induce principalmente debido al acoplamiento entre diferentes señales transmitidas mediante cables paralelos adyacentes. Es causado por inducción electrostática o electromagnética. Cada señal analógica tiene un campo magnético o eléctrico asociado que se superpone con los campos de otras señales que se mueven en paralelo, creando así una perturbación en otras señales al inducir señales de interferencia en otras señales.

Tipos de Acoplamiento en Crosstalk:

1. Acoplamiento electrostático: ocurre cuando un campo electrostático generado por la corriente que fluye en un cable muy cerca de otro cable paralelo genera una señal de interferencia en ese cable paralelo debido a la capacitancia virtual construida entre los dos cables. También se conoce como acoplamiento capacitivo y la señal de interferencia generada por este fenómeno se conoce como diafonía capacitiva .
    
2. Acoplamiento electromagnético: se produce cuando se genera un campo magnético que cambia dinámicamente mediante la corriente alterna que fluye en un cable muy cerca de otro cable paralelo y genera una señal de interferencia en ese cable paralelo debido a la inductancia mutua entre los dos cables. También se conoce como acoplamiento inductivo g y la señal de interferencia generada por este fenómeno se conoce como diafonía inductiva k .

Clasificación de diafonía

Tipos de diafonía de base de la dirección de propagación

1. Diafonía directa: la diafonía directa se propaga en la misma dirección de la señal que induce la diafonía o crea una perturbación en la señal real o en la víctima.
2. Diafonía inversa: la diafonía inversa se propaga en la dirección opuesta a la señal que induce la diafonía o crea una perturbación en la señal real o en la víctima.

Tipos de diafonía según el sitio de medición

1. Diafonía de extremo cercano (NEXT): la diafonía de extremo cercano se refiere a la perturbación en la señal analógica en uno de los cables de par trenzado debido a la señal en otro par de cables de par trenzado en el extremo cercano del medio de transmisión, es decir, cerca del fuente de transmisión de datos. Ocurre cuando la señal de datos salientes se filtra y corrompe la señal de datos entrantes. Como resultado, la señal entrante se mezcla con la señal saliente en el extremo cercano de la estación transmisora.

2. Far-End Crosstalk (FEXT): Far End Crosstalk se refiere a la perturbación en la señal analógica en uno de los cables de par trenzado debido a la señal en otro cable de par trenzado en el otro extremo del medio de transmisión, es decir, cerca del destino de la transmisión de datos. . Ocurre cuando la señal de datos entrante se filtra y corrompe la señal de datos saliente en el extremo del receptor. Como resultado, la señal saliente se mezcla con la señal entrante en el otro extremo de la estación transmisora.

Tipos de diafonía en función de cómo se cuantifica

1. Power-sum NEXT (PS NEXT): Power-sum NEXT se refiere a la diafonía medida en términos de potencia absoluta o relativa en el extremo cercano de la estación transmisora.
2. FEXT de suma de potencia (PSFEXT): FEXT de suma de potencia se refiere a la diafonía medida en términos de potencia absoluta o relativa en el otro extremo de la estación transmisora.
3. Diafonía de igual nivel de suma de potencia (PS-ELFEXT): ELFEXT de suma de potencia se refiere a la suma de PSNEXT y PSFEXT.

Diafonía alienígena:

Alien crosstalk se refiere a la interferencia de señal entre enlaces de cable adyacentes. Generalmente, ocurre cuando un cable (conocido como cable víctima) está rodeado por muchos otros cables conocidos como perturbadores que corrompen la señal del cable víctima. Esto se vuelve significativo cuando se aumenta el ancho de banda de los cables para aplicaciones más rápidas. Los cables blindados tampoco evitan este tipo de diafonía.

Efectos:

1. Problemas de integridad de la señal
2. Efecto de ruido en retardo
3. fallas lógicas
4. Sobrepaso de voltaje
5. Ruido de temporización

Prevención:

1. Reduzca la longitud de los cables paralelos que transportan señales.
2. Use líneas de voltaje con una magnitud igual pero polaridad opuesta para generar señales.
3. Utilice cables de par trenzado con más vueltas por unidad de distancia.
4. Sustituya los cables UTP (cable de par trenzado sin blindaje) por cables STP (cable de par trenzado blindado).
5. Convierta señales analógicas en señales digitales antes de la transmisión a través del medio.
6. Aumente la frecuencia de torsión de los cables de par trenzado.
7. Aumente la distancia entre los cables paralelos adyacentes que transportan señales analógicas.

Desafíos y Soluciones:

1. Sistema de comunicación: Crosstalk conduce a una comunicación ineficiente que puede resultar en la fuga de información de una línea a otra. Las señales transmitidas en forma de corriente a través de cables de cobre generan señales de interferencia electromagnética en los cables cercanos y los cables captan las señales de un cable que transporta la información. 
   Solución: Un aumento en la frecuencia de torsión de los cables reduce significativamente la diafonía en el sistema de comunicación. Las operaciones de torsión en los cables que transportan señales juegan un papel fundamental en la prevención de interferencias electromagnéticas entre los cables.
2. Redes: la diafonía dentro de una red conduce a una transmisión de datos ineficiente que puede provocar la pérdida de información. Las señales transmitidas por cables de cobre interfieren con las señales que se transmiten por otro cable, lo que da como resultado una mala relación señal/ruido de la red. 
   Solución: se deben usar cables de par trenzado blindado (STP) en lugar de cables de par trenzado sin blindaje (UTP) para reducir la diafonía dentro de la red.
3. Placa de circuito impreso: la diafonía en la placa de circuito impreso (PCB) conduce al acoplamiento electromagnético entre las pistas de la placa. Un voltaje o corriente excesivos en un trazo crea interferencia en otro trazo en el tablero debido al acoplamiento entre los dos. 
   Solución: La diafonía en la PCB se puede reducir aumentando la distancia entre las pistas en la placa, utilizando señales diferenciales o evitando las pistas paralelas en la placa.

La diafonía es uno de los principales inconvenientes del uso de cables de cobre como medio de transmisión en los sistemas de comunicación. La gestión eficiente de la diafonía aumenta la fiabilidad de la transmisión y convierte a los cables de cobre en un fuerte candidato como medio de transmisión para las comunicaciones a larga distancia.