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Cable par trenzado

Cable par trenzado es un tipo de conexión que tiene dos conductores eléctricos aislados y entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y diafonía de los cables adyacentes.

consiste en ocho hilos de cobre aislados entre sí, trenzados de dos en dos que se entrelazan de forma helicoidal. Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres, las ondas se cancelan, por lo que la interferencia producida por los mismos es reducida lo que permite una mejor transmisión de datos.²

Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos y permite transmitir datos de forma mas fiable. Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos pares se identifica mediante un color.

El entrelazado de cables que llevan señal en modo diferencial (es decir que una es la invertida de la otra), tiene dos motivos principales:

Si tenemos que la forma de onda es A(t) en uno de los cables y en el otro es -A(t) y n(t) es ruido añadido por igual en ambos cables durante el camino hasta el receptor, tendremos: A(t) + n(t) en un cable y en el otro A(t) + n(t) al hacer la diferencia en el receptor, quedaremos con 2A(t) y habremos eliminado el ruido.

Si pensamos en el campo magnético que producirá esta corriente en el cable y tenemos en cuenta que uno está junto al otro y que en el otro la corriente irá en sentido contrario, entonces los sentidos de los campos magnéticos serán opuestos y el módulo será prácticamente el mismo, con lo cual eliminaremos los campos fuera del cable, evitando así que se induzca alguna corriente en cables aledaños.

Tipos

Existen 2 tipos de cable de par trenzado, cada uno con sus diferentes características, que son:

UTP o par trenzado sin blindaje: son cables de pares trenzados sin blindar que se utilizan para diferentes tecnologías de redes locales. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal, su impedancia es de 100 ohmios.

STP o par trenzado blindado: se trata de cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión sin blindaje y su impedancia es de 150 ohmios.

Categorías

Categoría	Ancho de banda (MHz)	Aplicaciones	Notas
Cat. 1		Líneas telefónicas y módem de banda ancha.	No descrito en las recomendaciones del EIA/TIA. No es adecuado para sistemas modernos.
Cat. 2	4 CG CANDE	Cable para conexión de antiguos terminales como el IBM 3270.	No descrito en las recomendaciones del EIA/TIA. No es adecuado para sistemas modernos.
Cat. 3	16 MHz Clase C	10BASE-T and 100BASE-T4 Ethernet	Descrito en la norma EIA/TIA-568. No es adecuado para transmisión de datos mayor a 16 Mbit/s.
Cat. 4	20 MHz	16 Mbit/s Token Ring
Cat. 5	100 MHz Clase D	10BASE-T y 100BASE-TX Ethernet
Cat. 5e	100 MHz Clase D	100BASE-TX y 1000BASE-T Ethernet	Mejora del cable de Categoría 5.
Cat. 6	250 MHz Clase E	1000BASE-T Ethernet	Transmite a 1000Mbps. Cable más comúnmente instalado en Finlandia según la norma SFS-EN 50173-1.
Cat. 6a	250 MHz (500MHz según otras fuentes) Clase E	10GBASE-T Ethernet

Ventajas

Bajo costo en su contratación

Alto número de estaciones de trabajo por segmento.

Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.

Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.

Desventajas

Altas tasas de error a altas velocidades.
Ancho de banda limitado.
Baja inmunidad al ruido.
Baja inmunidad al efecto crosstalk .
Alto costo de los equipos.
Distancia limitada (100 metros por segmento).

Variantes menores del cable par trenzado

Par trenzado cargado: es un par trenzado al cual se le añade intencionadamente inductancia, muy común en las líneas de telecomunicaciones, excepto para algunas frecuencias. Los inductores añadidos son conocidos como bobinas de carga y reducen la distorsión.

Par trenzado sin carga: los pares trenzados son a título individual en régimen de esclavo para aumentar la robustez del cable.

Cable trenzado de cinta: es una variante del estándar de cable de cinta donde los conductores adyacentes están en modo esclavo y trenzados. Los pares trenzados son ligeramente esclavos unos de los otros en formato de cinta. Periódicamente a lo largo de la cinta hay pequeñas secciones con no trenzados habilitados conectores y cabeceras pcb para ser terminadas usando la típica técnica de cable de cinta IDC.

Cable fibra óptica

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancias, con velocidades similares a las de la radio superiores a las de un cable convencional. son el medio de transmisión por cable mas avanzado, al ser inmune a la interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión. La fabrica proporciona comunicaciones Full-Duplex con un cable delicado para cada dirección. Existen 2 tipos de fibra óptica:

MONOMODO: Transporta un solo rayo de luz que generalmente es producida por un láser o un LED de alta potencia,es unidireccional y se transporta a través del centro de la fibra.

MULTIMODO: Generalmente utiliza emisores del tipo LED,en donde se emiten varios ases de luz, los cuales van revotando dentro de los hilos o fibras y es utilizada para distancias más cortas.

Fabricación de la fibra óptica

La fabricación de fibra óptica se realiza en tres pasos: creación de la preforma, o tubo cilíndrico de entre unos 60 a 120 cm de largo y un diámetro de entre 10 y 25 mm, la creación de la fibra óptica propiamente dicha mediante un procedimiento de estirado con la posterior aplicación de un revestimiento primario y por último las pruebas y medidas.

Este tipo de cableado utiliza fibras de plásticos o vidrio, la masa de hilos que forma el núcleo contiene varios de los mismo y cada hilo o fibra puede ser del grosor de un cabello humano. La transmisión por este medio se hace mediante impulsos de luz o energía lumínica, que tiene la capacidad de transmitir a gran velocidad y con una longitud de varios kilómetros. En la actualidad la fibra óptica es utilizada por grandes empresas para cableado de troncales o bien para conectar variso edificios entre sí. Así mismo en la instalación dentro de un solo edificio con cierta envergadura
y distintas plantas se puede utilizar para unir armarios o raqueras, situadas en cada planta del mismo edificio.

Fabricación y como se construye

La fibra óptica es para muchos una entelequia lejana de la que poco sabemos, aunque entendemos que guarda relación con nuestras comunicaciones diarias. Sin embargo, como casi todo tipo de tecnología, es un producto tangible que nace en una fábrica. Con la meta de mostrar cómo se produce el cable por el que viajan nuestros datos.
Allí, si bien el pelo de fibra óptica (tal como se le dice en la jerga) viene de Japón, se arma el cable que utilizan empresas de telecomunicaciones de todo tipo. En la siguiente galería podes ver el paso a paso del proceso.

Plano general de la planta, en el medio se ven los cables coloreados, sin cobertura.

zonas de la fábrica están delimitadas por marcas en el piso.

Bolsas con el polietileno importado con el que se cubre el cable.

cable ya trenzado con una superficie que lo protege.

óptica, "pelo" en la jerga, llega del exterior en estas bobinas.

estas máquinas se tiñen los "pelos" de fibra óptica. Eso se hace con el fin de que los operarios no se confundan.

salen las fibras de la máquina que las tiñe.

teñidas las fibras coloreadas se cargan en la máquina que las selecciona, dependiendo del pedido del cliente.

Dentro de cada cable final hay, a su vez, otros pequeños cables de colores en los que aparecen varios pelos de fibra óptica. Esos conductos se enfrían en agua.

Reset. "Carozo" se le dice en la jerga a cualquier imperfección en los cables de colores. Un operario puede frenar el proceso presionando el botón verde.

Luego de la prueba del "carozo" el cable naranja llega a una bobina.

Cada cable de color, a su vez, luego es trenzado con esta máquina para formar el cable que será utilizado por el cliente.

Continúa el proceso de trenzado de los cables de colores.

etapa del proceso los cables de colores trenzados son cubiertos por el polietileno negro para formar el producto final.

imprime la leyenda que llevará el cable. Puede incluir nombre del cliente, cantidad de cables y fibras.

cables finales, ya impresos, terminan en estas bobinas de madera.

cable terminado, cubierto de polietileno, con la información técnica escrita en código.

Final del proceso. Las bobinas de madera se sellan con las maderas que se ven a la izquierda de la foto.

Estructura ajustada

En los cables de construcción ajustada se deposita directamente sobre la fibra una capa de material termoplástico (buffer). La fibra así recubierta para a tener un diámetro de 0,9 mm, en lugar de los 0,25 mm, lo que permite que sea mas fácilmente identificada, manejada, y lo que es mas importante, que pueda ser directamente conectorizada.

La capa de material plástico, ajustada a la fibra, la protege mecánicamente y de la humedad.

Dado que las fibras ajustada se usan en muy distintas aplicaciones, hay diferentes variante en el diseño del cable. La estructura mas simple consta de una o dos fibras dentro del mis buffer, el cual se rodea de fibras de aramida o vidrio y se protege finalmente con una cubierta de material termoplástico (img.1). Otra posibilidad, cuando el cable requiere mayor numero de fibras, consiste en cablear varias unidades como la anterior y protegerlas conjuntamente con una cubierta. De esta manera los cables individuales pueden ser sangrados y conectados a diferentes puntos de una forma muy fácil y sin que las fibras queden desprotegidas (img.2). En los cables de distribución los buffers se cablean entre si, se rodean de elementos de tracción y se les dota de una cubierta exterior común (img.3)

IMG.1

IMG.2

IMG.3

Estructura holgada

El elemento básico de un cable de estructura holgada es el tubo. En este tipo de cables las fibras van embebidas en el interior de un tubo relleno de gel. El diámetro interior del tubo es sensiblemente mayor que el que se necesitaría para las fibras de forma que éstas puedan moverse con holgura en su interior. Además las fibras tienen una sobre longitud, con respecto al tubo, que varía entre el 0,05 % y el 0,10 %. Los cables pueden fabricarse cableando varios tubos alrededor de un elemento central, construcción multitubo o"stranded loose tube", o partiendo de un único tubo central, construcción monotubo o "central tube".

Resultado de imagen para central tube holgada

Resultado de imagen para estructura holgada

stranded loose tube central tube

Tipos de Conectores

ST: Es probablemente todavía el conector mas popular para las redes multimodo (hasta 2005), instalado en la mayoría de los edificios y campus. Tiene una montadura de bayoneta y una férula larga y cilíndrica de 2.5 mm usualmente de cerámica o polímero para sostened a la fibra. La mayoría de las férula son de cerámica pero hay algunas de ellas de metal o plástico. Y debido a que tiene un resorte interno, se debe asegurar que se insertan adecuadamente. si tiene perdidas altas, vuelca a conectarlos para ver si se tiene una mejor conexión y menor perdida.

SC: El conector SC es un conector de broche, también con una férula de 2.5 mm que es ampliamente utilizado por su excelente desempeño. Fue el conector estandarizado en TIA-568-A, pero no fue utilizado ampliamente en un principio porque tenia costo del doble de un ST. En la actualidad es solo un poco mas costoso y mas común, ya que se conecta con un movimiento simple de inserción que ahora el conector. Existe también la configuración Duplex.

FC: El FC fue uno de los conectores monomodo mas populares durante muchos años. También utiliza una férula de 2.5 mm, pero algunos de los primeros utilizaban cerámica dentro de las férulas de acero inoxidable. Se atornilla firmemente, pero debe asegurarse que tiene la guía alineada adecuadamente en la ranura antes de apretarlo. Ha sido reemplazado por los SCs y los LCs.

LC: El LC es un conector con factor de forma pequeña que utiliza una férula de 1.25 mm, de la mitad del tamaño que el SC. Es un conector que utiliza en forma estándar una férula cerámica, de fácil terminacion con cualquier adhesivo. de buen desempeño, altamente favorecido para uso monomodo.

Tipos de pulido

Los extremos de la fibra necesitan un acabado específico en función de su forma de conexión. Los acabados más habituales son:

Plano: Las fibras se terminan de forma plana perpendicular a su eje.

PC (Phisical Contact): Las fibras son terminadas de forma convexa, poniendo en contacto los núcleos de ambas fibras.

SPC (Super PC): Similar al PC pero con un acabado más fino. Tiene menos pérdidas de retorno.

UPC (Ultra PC): Similar al anterior pero aún mejor.

Enhanced UPC: Mejora del anterior para reducir las pérdidas de retorno.

APC (Angled PC): Similar al UPC pero con el plano de corte ligeramente inclinado. Proporciona unas pérdidas similares al Enhanced UPC.

Empalmes de Fibras:

Es el alineamiento entre fibras y perdidas en la unión. Al contrario que en un empalme de conductores eléctricos, la alineación va a tener gran importancia en los empalmes de fibra óptica, ya que la luz guiada ha de salir de una fibra e introducirse en la siguiente. En caso de que los núcleos no se empalmen perfecta y uniformemente, una parte de la luz que sale de un núcleo no incide en el otro núcleo y se pierde.

Técnicas de empalme

Existen 2 técnicas diferentes de empalme que emplean para unir permanentemente entre si la fibra óptica.

Empalme por fusión: Se realiza fundiendo el núcleo, siguiendo las etapas de:

Preparación y corte de los extremos.
Alineamiento de las fibras.
Soldadura por fusión.
Protección del empalme.

Empalme mecánico: Este tipo de empalme se usa en el lugar de la instalación donde el desmontaje es frecuente, es importante que las caras del núcleo de la fibra óptica coincidan exactamente. Consta de un elemento de auto alineamiento y sujeción de las fibras y de un adhesivo adaptador de indice que fija los extremos de las fibras permanentemente.

Después de realizado el empalme de la fibra óptica se debe proteger con:

Manguitos metálicos.
Manguitos termoretráctiles.
Manguitos plásticos.

Conversores de señal

Las conexiones Ethernet de cobre presentan una limitación de trasmisión de datos de tan solo 100 metros cuando se utiliza cable UTP (par trenzado no blindado). Mediante el uso de una solución de conversión de Ethernet a fibra, ahora es posible utilizar cable de fibra óptica para ampliar este enlace y cubrir una mayor distancia.

También se puede utilizar un conversor de Ethernet a fibra cuando existe un alto nivel de interferencias electromagnéticas o EMI, un fenómeno bastante habitual en plantas industriales.

Ventajas de los conversores de Ethernet a fibra

Protegen su actual inversión en hardware Ethernet de cobre.
Le proporcionan flexibilidad para incorporar fibra puerto por puerto.
Le permite disfrutar de las ventajas de la fibra son tener que emprender cambio globales.
Fast Ethernet o Gigabit Ethernet a multimodo o monomodo.
Enlace de Ethernet a fibra y de fibra a Ethernet.
Creación de conexiones de cobre-fibra con conmutadores de fibra.

Uniones y reparaciones herramientas utilizadas y sus costos

navaja curva ($200-300).
tijera con mango de plástico ($200-300).
peladores circulares de cubiertas KMS ($900).
peladores circulares de cubiertas 1820 ($1500-2000).
peladores ajustables para cubiertas FO-1035 ($2000-3000).
peladores ajustables para cubiertas 721 ($1600-2000).
tijeras para kevlar 86 1/2 SF ($200-4000).
tijeras para kevlar KS1 ($550-4000).
peladores miller de revestimiento CFS2 ($300-7000).
peladores NO NIK ($300-600).
peladores MSI .
herramienta para el trabajo de tubos IDEAL 4565 ($400-1500).
maletín de montaje con horno ($1400-5000).

Ventajas y desventajas de la fibra óptica