MEDIOS DE CABLE Y FIBRA OPTICA

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martes, 18 de febrero de 2014

Cables de Cobre - Cable Par Trenzado




Descripción general

A primera vista, los cables de par trenzado parecen ser sólo una serie de cables de colores enroscados unos con otros . En realidad, se trata de un sistema de precisión para transmitir señales electrónicas. Los cables de par trenzado están compuestos de uno o más pares de cables de cobre aislados que están trenzados juntos.  
El sistema conector más común para conectar un cable de par trenzado es el conector modular de 8 posiciones y 8 contactos (8P8C), también conocido como conector "Registered Jack-45" (RJ-45) . Este conector se confunde fácilmente con un conector de teléfono debido a que tiene la misma forma. Es un poco más grande que el conector de un teléfono.
A veces los alambres de los cables de par trenzado se unen con los conectores en una matriz denominada panel de conexión . Los paneles de conexión se arman en marcos de soportes o, a veces, en las paredes de las salas de telecomunicaciones. Los diferentes jacks están interconectados en un panel de conexión con jumpers cortos denominados cables de conexión. 





Grados de cables 
Se denomina Categoría al término utilizado para distinguir los grados de los cables de par trenzado. Cada grado se distingue por la cantidad de alambres en el cable, la cantidad de trenzas de los alambres (para reducir la interferencia de otros cables) y la velocidad de la transmisión de datos que se puede alcanzar.
La transmisión de datos es sensible a la calidad del cable. Los cables de mala calidad permiten que el ruido de los cables vecinos y los ruidos del exterior interfieran en la transmisión de datos. Cuando los datos son incomprensibles debido a la atenuación o a otras causas, los datos faltantes deben retransmitirse. La optimización de la calidad de los medios da como resultado una menor cantidad de mensajes perdidos, menos cantidad de retransmisiones y menos tráfico innecesario en la red. Aporta mayor confiabilidad y mejor rendimiento.
Los primeros intentos por mejorar la calidad de los cables terminaron en una gran cantidad de especificaciones distintas, ya que no había estándares establecidos. Como esto provocó problemas de compatibilidad, Anixter, un importante distribuidor de cables, estableció un sistema de niveles que describía las características de distintos grados de cables y para qué se podían utilizar. Estos niveles eran:
  • Nivel 1 – era para la Red Telefónica Tradicional (POTS)
  • Nivel 2 – se utiliza para redes y terminales de computadoras de baja velocidad
  • Nivel 3 – se utiliza para Ethernet a 10 Mbps y Token Ring
Este sistema funcionó bien durante un tiempo, pero a comienzos de la década de 1990, las organizaciones de la industria establecieron estándares para la fabricación de cables. Uno de los primeros pasos fue cambiar el nombre de los niveles del sistema Anixter por cables Categoría 1, Categoría 2 y Categoría 3.
Los estándares de Categoría 4 y Categoría 5 se desarrollaron más adelante. La Categoría 4 aumentó a 20 Mbps la velocidad para las redes Token Ring. La Categoría 5, conocida en la industria como "Cat 5", fue durante mucho tiempo el cableado estándar para las redes Ethernet. La Categoría 5e, una versión mejorada de la Categoría 5, es el estándar actual. La Categoría 5e contiene más trenzas y reduce en mayor grado la diafonía.
La diafonía se produce cuando el flujo de corriente en un cable crea una fuerza magnética que otro cable cercano recoge. Las señales en los cables llega a estar parcialmente superpuestas una sobre otra, lo que degrada la señal en cada cable. Existen dos maneras comunes de reducir o eliminar la diafonía. Los conductores se pueden separar más o los cables se pueden blindar contra este tipo de interferencia.
Se están desarrollando nuevos estándares de cableado para cumplir las exigencias de mayor velocidad y ancho de banda. Cada vez más aplicaciones requieren un ancho de banda superior, como el video continuo, las video conferencias y la telefonía IP (conversaciones telefónicas sobre cableado de redes por medio del protocolo de Internet). Como resultado, se ha ratificado el cable Categoría 6. La Categoría 6 tiene aun más trenzas que la Categoría 5e y también tiene un separador plástico para mantener separados los pares de cables. Las pruebas revelan que las redes seguirán necesitando una mayor velocidad. Para responder a esta demanda, se está intentando conseguir la aprobación de una cierta cantidad de estándares propuestos, incluida la Categoría 7; en algunos círculos, se habla también de la Categoría 8. Por el momento, estas categorías son sólo especulaciones. 




Categoría 1 
Antes, el cableado de Categoría 1 se utilizaba para los teléfonos. Todavía se encuentra en casas y empresas antiguas. El cableado del timbre también utiliza el cable de Categoría 1.
Como la mayoría de los sistemas de cableado, los diámetros de los conductores en los cables de Categoría 1 siguen los diámetros o calibres estándar. En los Estados Unidos, el sistema de medición es el Calibre Americano (AWG). La figura muestra cuántos pies de un cable de determinado tamaño tiene una resistencia de 1 ohmio. Con el fin de lograr una mayor distancia de transmisión con la misma cantidad de resistencia, el instalador debe utilizar un cable conductor más grueso, representado por un número AWG inferior. La parte inferior del cuadro muestra cuánta distancia de transmisión se ganará o se perderá al convertir un calibre AWG en otro mientras que la resistencia queda igual. Generalmente, el cable de Categoría 1 es 22 AWG o 24 AWG no trenzado, con un amplio rango de valores de atenuación e impedancia. No se recomienda la Categoría 1 para datos en general y, sin duda, tampoco para cualquier señal con velocidades superiores a 1 Mbps. 




Categorías 2 y 4
El cable de Categoría 2, utilizado principalmente para el sistema de cableado IBM para redes Token Ring, tiene una velocidad máxima para datos de hasta 4 Mbps (16 Mbps en aplicaciones pasivas). Esta categoría es la misma que la especificación de cable del nivel 2 de Anixter. Utiliza cable sólido 22AWG o 24AWG en pares trenzados. Este cable está probado para un ancho de banda máximo de 1 MHz, pero no para la diafonía. Antes, este cable era apto para utilizar con conexiones a computadoras IBM 3270 y AS/400, y para Apple LocalTalk, pero no existe en la actualidad ninguna razón para instalarlo.
Los cables de Categoría 4 fueron diseñados para admitir las redes Token Ring de 16 M, pero no se utilizaron en todas partes durante su generación. El cable de Categoría 4 tiene cuatro pares de cables 22 AWG o24 AWG.
Este cable tiene una impedancia típica de 100 ohmios. Está probado para funcionar en un ancho de banda de 20 MHz. Este cable no aparece en ningún estándar actual y no debe ser utilizado en un sistema de cableado estructurado.




Categoría 3
La designación Categoría 3 se aplica a cables UTP de 100 ohmios con cuatro pares de cables de cobre sólido de 24 AWG en pares trenzados. Está probado para atenuación y diafonía hasta 16 MHz.
Se consideraba que esta categoría de cables era la categoría mínima aceptable para utilizar en instalaciones 10Base-T, pero ya no se recomienda su uso. El cable de Categoría 5e se consigue a un precio razonable y es en gran medida superior para aplicaciones de datos. El cable de Categoría 3 también tuvo gran aceptación para los cableados de teléfono en una época y todavía se utiliza para ese fin.




Categorías 5 y 5e

El cableado de Categoría 5 era, hasta hace poco tiempo, el medio más instalado. Esta designación se aplica a cables UTP de 100 ohmios con cuatro pares de cable de cobre, 24 AWG, y con características de transmisión originalmente especificadas hasta 100 MHz. En ciertas condiciones, el cable de Categoría 5 puede funcionar con la especificación 1000 BaseT, pero para lograrlo, utiliza varios pares de alambres dentro del mismo cable para dividir el flujo de datos. La Categoría 5e es mejor para esto que la Categoría 5.
El cable de Categoría 5e (la letra "e" significa "mejorada", del inglés enhanced) cuenta con más trenzas que el cable de Categoría 5. Estas trenzas adicionales mejoran el rendimiento al dar mayor resistencia al cable contra la interferencia proveniente de fuentes externas, como así también desde otros alambres dentro del cable. Un trenzado más ajustado también permite que los cables resistan la separación y el agrupamiento durante la instalación.
La Categoría 5e ha superado a la Categoría 5, en parte porque la Categoría 5E se ha codificado en estándares,como el estándar TIA/EIA 568-B.2. Es posible que todavía exista algún uso para la Categoría 5 en redes residenciales, pero la mayoría de los instaladores informan que no hay mucha diferencia de precio entre los dos tipos de cable, y que, en realidad, el verdadero cable de Categoría 5 es difícil de conseguir ya que los distribuidores locales no tienen motivos para venderlo.
Durante el período de transición entre la Categoría 5 y la Categoría 5e, algunos fabricantes comenzaron a marcar los cables de Categoría 6 como Categoría 5E (letra E mayúscula). Esto fue necesario para diferenciarlo de la Categoría 5e, a la que superaba. Técnicamente, el cable no podía salir al mercado como un cable de Categoría 6 hasta que no se ratificara el estándar. Esto pudo haber creado un poco de confusión durante el período de transición. Ahora que el estándar de la Categoría 6 ha sido ratificado, esto ya no se hace. 




Categoría 6

Generalmente, el cable de Categoría 6 está compuesto por cuatro pares de cable de cobre 24 AWG. Los pares tienen más trenzas que los cables de Categoría 5e. El cable de Categoría 6 es considerablemente más costoso que el de Categoría 5 o el de Categoría 5e, debido a la mayor cantidad de trenzas, pero la reducción de diafonía forma un medio más confiable para 1000 Base-TX, que en la actualidad es el estándar más rápido para UTP.




Categoría europea 7/F

La búsqueda continua de ancho de banda sobre cobre ha promovido el avance hacia un cableado cada vez mejor. Con cada generación, se incrementa el costo y, con frecuencia, es necesario rediseñar los conectores. Esto puede ser un riesgo para los compradores, ya que no existe garantía alguna de que los diseños serán compatibles con los equipos previamente instalados. Sin embargo, la necesidad de mayor rendimiento es evidente. Afortunadamente, el proceso de formulación de estándares resiste la creación de conectores y cables patentados que, con el tiempo, pueden dejar rezagados a los clientes y no permitirles actualizarse. Ésta es una buena razón para insistir en que todos los cableados se realicen de acuerdo con los estándares actuales.
Lo nuevo en el mundo del cableado probablemente sea el cable de Categoría 7. Se espera que sea un cable de cuatro pares que tenga la capacidad de pasar señales de hasta 600 MHz. 















lunes, 17 de febrero de 2014

Cables de Cobre - Códigos y estándares

Códigos de tipo
Los códigos de tipo eléctricos figuran en catálogos de cables e insumos para cableado. Estos códigos identifican en qué tipo de aplicaciones se pueden utilizar determinados cables.A continuación, se describen dos ejemplos de códigos de tipo NEC:
  • CM (para comunicaciones)
  • MP (para varios propósitos)
El objetivo de los códigos es proteger a las personas y las propiedades de los peligros que pueden surgir al usar la electricidad. Algunas empresas prefieren probar sus cables como cables para circuitos a control remoto o para circuitos de potencia limitada. Por lo general, la energía que transportan estos tipos de cables es de bajo voltaje. Éstos reciben la clasificación CL2 o CL3 (clase 2 ó clase 3), en lugar de otras clasificaciones más generales, debido a las diferencias de energía eléctrica a las que está expuesto el cable. Sin embargo, los criterios de llamas y humo, por lo general, son los mismos para todas las pruebas.

Los muros cortafuegos presentan un caso especial. Son muros construidos con material ignífugo para evitar la expansión del fuego. Muchas veces los cables deben atravesar los muros cortafuegos. La perforación de un muro cortafuegos, conocida como penetración, es un procedimiento que debe realizarse con las autorizaciones correspondientes, ya que podría afectar la clasificación de resistencia al fuego del edificio. La perforación del piso, también conocida como ahuecado, incluye procedimientos para detener incendios y consideraciones estructurales del edificio. Cuando no hay posibilidad de evitar las perforaciones, los orificios deben rellenarse con material ignífugo, para restaurar la integridad del muro. 





Cables de Planta

Todo el cableado dentro de un edificio se denomina en forma colectiva cables de planta. Un cableado de planta, es decir un sistema de cableado estructurado, es más que un conjunto de cables individuales. Como su nombre lo indica, los cables se instalan siguiendo un diseño bien pensado. Los cables de planta contienen todos los cables de un sistema. Sin embargo, a veces resulta de utilidad diferenciar los cables que se encuentran dentro del ambiente protegido de un edificio de aquellos que están expuestos al clima. La planta interna es la que se encuentra dentro de los edificios. La planta externa, por lo general, es más espesa y está equipada con materiales de revestimiento más fuertes y gruesos, y con un escudo de aluminio debajo del revestimiento exterior. Se lo puede rellenar con gel resistente al agua y se lo puede cubrir con una capa de blindaje. Estas medidas de precaución adicionales añaden costos, pero son necesarias para proteger los cables de las condiciones externas.

Cables de Cobre - ¿Cómo se fabrican los cables?

Los cables se fabrican en dos pasos. El primer proceso implica una extrusión del cable o un proceso de trefilado para crear una hebra fina de cobre que servirá para formar un carrete de alambres no aislados. El segundo paso consiste en aislar la hebra individual de alambre con un material aislante, generalmente realizado con una máquina de extrusión con biela conectada a una cruceta. 


Proceso básico del trefilado de cables (empuje)

  • Crear lingotes purificados y uniformes del mineral de cobre
  • Derretir (fundir) los lingotes
  • Empujar o aplastar el cobre derretido a través de un pequeño orificio en una hebra continua
La extrusión es un proceso que emplea calor. Este proceso se denomina extrusión por pistón. El pistón aplica una presión de hasta 1500 toneladas. Estas extrusiones de cobre son muy utilizadas en la fabricación de equipos eléctricos. La extrusión produce una sección de manera precisa con una buena estructura de grano y una fina terminación de superficie. Dado que las boquillas se pueden cambiar fácilmente, es posible realizar una amplia variedad de secciones con una misma prensa de extrusión.


El proceso básico de trefilado (tendido) 

El trefilado es un proceso que utiliza calor y boquillas. El cable de cobre, generalmente, comienza como una bobina de varillas producidas por medio de un proceso de laminado en caliente. Luego la bobina se prensa con las boquillas, lo que reduce el diámetro de la bobina y la alarga. Para que la producción sea continua, las bobinas consecutivas se sueldan. La boquilla reduce el diámetro de la vara y al mismo tiempo la alarga. Cada boquilla puede lograr una reducción de casi 30%, al producir temperaturas y presiones locales muy altas. Esto suele provocar un gran desgaste de las boquillas, por lo que éstas se fabrican con un material muy resistente, como el carburo de tungsteno y el diamante. Es muy importante mantener las boquillas lubricadas para minimizar el desgaste. En las máquinas continuas modernas, un cabrestante hace pasar el cable a través de varias boquillas en una sesión. Para los calibres más finos, es posible que se deba trefilar el cable a través de 30 ó 40 boquillas.


Proceso de aislación de los conductores de cobre 

La aislación del cobre se realiza por medio de un proceso de extrusión, tal como lo muestra la Figura . El cable de cobre se introduce en un dispositivo de extrusión "con cruceta", en el que se extruye plástico (PVC) u otro material aislante sobre la hebra de cobre. El espesor del aislante del cable se determina según el tamaño de la boquilla de extrusión. 

Cables de Cobre - Descripcion General

Principios básicos de los cables de cobre
El cobre es el medio más común para los cables de señales. Los alambres de cobre son los elementos de un cable que transportan las señales desde la computadora de origen hasta la computadora de destino. El cobre tiene varias propiedades importantes que lo hacen apto para el cableado electrónico:
  • Conductividad – El cobre es quizás más conocido por su capacidad para conducir corriente eléctrica. El cobre es también un excelente conductor de calor. Esta propiedad lo convierte en un elemento útil para utensillos de cocina, radiadores y heladeras.
  • Resistencia a la corrosión – El cobre no se oxida y es bastante resistente a la corrosión.
  • Ductilidad – El cobre posee una gran ductilidad, es decir, la capacidad de estirarse en finos alambres sin romperse. Por ejemplo, una varilla de cobre de 1 cm de diámetro se puede calentar, enrollar y estirar hasta convertirla en un cable más fino que un cabello humano.
  • Maleabilidad – El cobre puro es muy maleable (fácil de moldear). No se quiebra al martillarlo, estamparlo, forjarlo ni hilarlo para darle formas poco comunes. El cobre se puede trabajar (moldear) en frío o en caliente.
  • Resistente – El cobre laminado en frío tiene una resistencia a la tracción de entre 3.500 y 4.900 kilogramos por centímetro cuadrado. El cobre mantiene su resistencia y dureza hasta alcanzar alrededor de 400 ºF (204 ºC).
En redes se utilizan dos tipos de cables de cobre: El cable par trenzado y el cable coaxial


Los cables de par trenzado están compuestos por uno o más pares de alambres de cobre. Por otra parte, los cables coaxiales tienen un conductor central de cable sólido unifilar o multifilar trenzado. La mayoría de las redes de voz y de datos utilizan cableados de par trenzado. El cable coaxial, que antes se utilizaba para el cableado de LAN, en la actualidad se utiliza principalmente para las conexiones de video y para las conexiones de alta velocidad, como las líneas T-3 (o E-3). Independientemente de su construcción, la mayoría de los cables contienen ciertos elementos en común. Dichos elementos son los siguientes:

  • Un revestimiento o una envoltura de protección.
  • Un aislamiento para evitar cortocircuitos entre los conductores individuales.
  • Espaciadores para preservar las propiedades eléctricas del cable.

Un cable de cobre en un cable puede estar compuesto por un único núcleo de cobre sólido o por un manojo de finas hebras. Cada uno tiene ventajas y desventajas.




Cable sólido unifilar o multifilar trenzado
Ya sea que se trate de cables de par trenzado o cables coaxiales, el conductor central de cada cable puede ser sólido unifilar o multifilar trenzado.

Los cables multifilares trenzados son un conjunto de hebras o filamentos de cobre muy finos que se trenzan como una cuerda.



Se prefieren los cables sólidos unifilares cuando deban realizarse conexiones a conectores de desplazamiento del aislamiento 





Aislamiento de los cables
Existen varios tipos de materiales utilizados para aislamiento, cada uno con sus ventajas y desventajas. El tipo de aislamiento utilizado depende de la aplicación que se le dará al cable. Existen varias categorías principales de aislantes.

  • Materiales Termoplástico – Policloruro de vinilo (PVC), polietileno, polipropileno. Son muy utilizados y tienen resistencia a la luz solar, al ozono, al petróleo y a los solventes. El PVC permite los colores brillantes y es fácil de quitar.
  • Fluoropolímeros – Halar y Teflon. Éstos se utilizan para aplicaciones con altas temperaturas, especialmente donde se necesita cable plenum.
  • Elastómeros – Elastómero termoplástico. Éstos son similares al caucho y recuperan su forma una vez que se interrumpe la presión que se ejerza sobre ellos.