Capítulo 4 Medio de Cobre

Objetivos de aprendizaje

• Aprender acerca de cables Par Trenzado

• Entender los fundamentales del Par Trenzado

• Aprender acerca de otras configuraciones de Par Trenzado

• Aprender acerca de los cables Coaxiales

• Aprender acerca de cables de plantas externas (OSP)

Propiedades del Cobre

El cobre tiene varias propiedades importantes que lo hacen apto para el cableado electrónico:

• Conductibidad — El cobre es un excelente conductor de corriente eléctrica y de calor.

• 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

• Maleabilidad — El cobre puro es muy maleable (fácil de moldear).

• Resistente — El cobre mantiene su resistencia y dureza hasta alcanzar alrededor de 400 ºF (204 ºC).

Componentes del Cable de Cobre

Independientemente de su construcción, la mayoría de los cables contienen ciertos elementos en común como:

• Un revestimiento o una envoltura de protección.

• Un aislamiento para evitar cortocircuitos entre los conductores individuales.

• Espaciadores para preservar las propiedades eléctricas del cable.

Cable 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. Debido a que las hebras son tan finas, el cable es muy flexible.

Núcleo unifilar Núcleo multifilar

Aislamiento de los cables

El aislamiento se utiliza como un material de alta resistencia. Se utiliza como revestimiento del conductor para resistir el flujo de corriente entre los conductores del cable. Existen tres 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.

• 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.

¿Cómo se fabrican los cables?

• 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

TROQUEL

Códigos y estándares NEC

• La National Electrical Code (NEC) describe varios tipos de cables y los insumos usados en ellos.

• La NEC contiene los estándares soportados por el licenciamiento local y las inspecciones oficiales.

• De modo general, la NEC describe cómo un cable se quema

• El tipo de códigos del cable determina qué tipo de cables se puede utilizar para ciertos usos

Plenum

• El tipo códigos del cable de NEC es importante porque los cables funcionan a menudo en espacios del sistema de la ventilación sobre techos o debajo de pisos

• Tales espacios, llamados plenos, no se deben llenar rápidamente de gases tóxicos si hay un fuego pequeño porque el sistema de aire acondicionado separará los humos venenosos de otras áreas del edificio

• los cables Plenum están hechos de materiales que se queman lento y no emiten humos nocivos

Cables de Planta

• Un cableado de planta, es decir un sistema de cableado estructurado, es más que un conjunto de cables individuales

• 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.

• Se puede rellenar con gel resistente al agua y se puede cubrir con una capa de blindaje. Estas medidas aumentan el costo, pero protegen los cables en condiciones externas

Cables de cobre de Par Trenzado

• Los cables de par trenzado están compuestos de alambres de cobre aislado que se trenzan y, luego, se introducen en un revestimiento protector.

Cable de cobre Coaxial

• El cable coaxial está compuesto de un conductor central de cobre, que está envuelto en un material de aislamiento y cubierto por una malla o papel metálico y revestido con una envoltura exterior perdurable.

Conectores de Par Trenzado

• 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)

Beneficios del cable de Par Trenzado

• Al trenzar cada par de alambres proporciona un efecto de la cancelación que ayuda a neutralizar interferencias y el ruido externo

• Porque las señales en cada alambre del par van en direcciones opuestas, la interferencia agregada a la señal en un alambre resiste la señal en el otro alambre

• El resultado de trenzar pares es que la interferencia de EMI y RFI tiende para ser cancelada externamente

Categorías de Cables

Se denomina Categoría al término utilizado para distinguir los grados de los cables de par trenzado.

• Categoría 3 – Servicios de Telefonía (16 MHz)

• Categoría 5 – Redes Ethernet (100 MHz)

• Categoría 5e – Redes Ethernet (100 MHz) Este tipo de cable reduce en mayor grado la diafonía.

• Categoría 6 – Redes Ethernet Gigabit (250 MHz)

Tipos de Cable IBM

• Los tipos del cable de IBM definen los cables usados en las primeras redes

• Los tipos de cables 1, 2, 6, 8, y 9 soportaban frecuencias de hasta 16 MHz., la velocidad de las redes del token ring.

• Los tipos 1A, 2A, 6A, y 9A para soportar FDDI y frecuencias hasta 300 MHz. El sufijo de “A” denota el sistema de cableado mejorado de IBM.

Efecto de Cancelación

• Al estar trenzado, cada par de hilos produce un efecto de cancelación que ayuda a neutralizar el ruido y a anular la interferencia.

• El efecto de cancelación funciona sólo si la señal viaja por los alambres correctos.

• Los distintos pares de un cable tienen una cantidad distinta de trenzas. Esto ayuda a evitar la alineación frecuente de los campos alternos, lo que aumentaría las posibilidades de diafonía.

Cable de Par Trenzado sin blindaje (UTP)

• El cable de par trenzado no blindado (UTP) se utiliza en varias redes. Puede traer distintas cantidades de pares dentro de la envoltura,

• El número más común es que haya cuatro pares, como en las Categorías 3, 5e y 6.

• Este tipo de cable cuenta sólo con el efecto de cancelación, producido por los pares de alambres trenzados, para limitar la degradación de la señal causada por la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI).

Cable Par Trenzado Blindado (STP)

• El cable de STP tiene blindaje alrededor de cada par para prevenir la EMI y la interferencia

Cable de par trenzado apantallado (ScTP)

• Es básicamente un UTP con una capa de apantallamiento

• Cada par no se envuelve en un protector como STP

• Puesto que no tiene blindaje adicional alrededor de los pares, ScTP es menos costoso, tiene un peso más ligero, tiene un diámetro más pequeño, y es más fácil de moldear que STP.

Códigos de color para par Trenzado

• Cada uno de los alambres del par tiene un nombre exclusivo. Son puntas o anillos

• El "color primario" del cable de cuatro pares, como el cable de Categoría 5e, es el de la punta; por lo general, ésta es blanca y tiene un indicador o una raya del mismo color que el alambre de color liso, que es el anillo.

Esquemas de cableado T568A y T568B

• Estos estándares particulares describen la disposición de cada color de conductores durante la conexión de cables de datos de cuatro pares. Los dos esquemas son similares, pero el orden de conexión de dos de los pares está invertido.

Cables multipares

• Los cables de telecomunicaciones vienen en varias medidas, desde los que están formados por un único par de alambres hasta los que están formados por 4200 pares.

• Un esquema de codificación estándar de color se utiliza para 25 pares de cables

• Cuando un cable tiene grupos de más de 25 pares, se ligan en grupo con la cinta de color correspondiente

Códigos de colores para cables de 25 pares

• Los colores estándar para el cable de cuatro pares son un subgrupo de un amplio esquema de colores.

• Los pares 1 a 4 de un cable de cuatro pares utilizan el mismo sistema de colores que se utiliza en un cable de 25 pares

• Cuando se indican los colores de un par, los colores de la punta aparecen primero, ya que ése es el orden en el que los cables se perforan en un bloque de punción. Los colores de los anillos son exactamente lo contrario

Códigos de colores para cables de 25 pares

• El alambre de la punta tiene una raya del color del anillo en él y el alambre del anillo tiene una raya del color de la punta en él

Ligaduras con códigos de colores

• Los cables de más de 25 pares agrupan los alambres en unidades de 25 pares y cada una de ellas está envuelta en cinta de color a fin de formar grupos de ligaduras.

• Los grupos de ligaduras siguen el mismo código de colores que los alambres de cada par, es decir, la primera ligadura es azul/blanca, la segunda es naranja/blanca, y así sucesivamente.

Cable coaxial

• El cable coaxial tiene un conductor de cobre que está en el centro y está cubierto por una capa aislante, una capa de blindaje y, finalmente, por una capa de revestimiento externo.

Conectores de Cable Coaxial

• El conector BNC, generalmente, se utiliza para aplicaciones de redes y video

• el conector serie F se utiliza para aplicaciones de radiofrecuencia modulada, como los sistemas de TV por cable.

Cómo funciona el cable coaxial

• El cable coaxial forma una línea de transmisión, es decir, una red con efectos eléctricos causados por la forma física del cable.

• Los campos que se desarrollaban entre los conductores paralelos transportaban la información en forma de ondas de radio que seguían el recorrido de los cables.

• Es una relación de espacio entre el conductor que se encuentra en el centro y el blindaje que permite que el cable coaxial transmita señales.

Thicknet

• Una forma inicial de cable coaxial usada para el establecimiento de una red, era el thicknet (conocido como 10Base5)

• Debido a que el cable era tan rígido, el thicknet fue usado generalmente sobre el techo

Thinnet

• Un cable más simple, más fino, coaxial de red era el sistema 10Base2, llamado thinnet

• Sin embargo algo más flexible que el thicknet, todavía no era tan flexible como el par trenzado

• Cualquier usuario podría degradar la red simplemente desconectando el conectador de BNC en su computadora

Cables de exterior

Los factores ambientales que pueden dañar un cable durante su vida útil son:

• Luz solar

• Frío y calor extremo

• Las presiones directas de cables enterrados

Protección de cableado exterior

Existen varios pasos para tratar de solucionar los problemas relacionados con el medio ambiente, por ejemplo:

• Utilizar cables rellenos con gel.

• Utilizar cables con revestimientos resistentes a los rayos UV (ultravioletas).

• Utilizar cables que tengan revestimientos de alto peso molecular. Estas envolturas densas están diseñadas para amortiguar los puntos de presión provocados por rocas, raíces y otros obstáculos.

• Utilizar cables con blindaje o revestimiento de protección especial para que éstos no se corten ni se dañen fácilmente.

Compuestos para relleno

• Los compuestos para relleno se utilizan para rellenar los OSP, ya que los cables de planta externa son vulnerables al agua proveniente de muchas fuentes.