CABLES TELEFONICOS MULTIPARES Por: Ing. Carlos Alfonso Lozano
1. CONSTRUCCIÓN BÁSICA Un cable telefónico multipar para uso exterior está conformado por: 1 5
2
El núcleo, donde los pares se
3 4
encuentran
distribuidos en grupos Compuesto de relleno (cables rellenos de
uso exterior solamente)
Una cinta dieléctrica que envuelve al
núcleo Una pantalla eléctrica La chaqueta
1. CONSTRUCCIÓN BÁSICA Un cable telefónico multipar para uso exterior está conformado por: 1 5
2
El núcleo, donde los pares se
3 4
encuentran
distribuidos en grupos Compuesto de relleno (cables rellenos de
uso exterior solamente)
Una cinta dieléctrica que envuelve al
núcleo Una pantalla eléctrica La chaqueta
2. PROCESO DE FABRICACIÓN U=100P
G=25P
AISLAMIENTO
PAREADO VERTICAL
FORMACIÓN UNIDADES
AISLAMIENTO TREFILACIÓN
AISLAMIENTO
Grupos 25?
AISLAMIENTO
Aclarar reunido AISLAMIENTO
PAREADO HOR PAREADO HOR
REUNIDO (NÚCLEOS)
PAREADO HOR
NÚCLEO
CHAQUETA
2.1 Aislamiento en Tándem
Los procesos de trefilado y aislamiento se combinan en uno solo para lograr uniformidad en el alambre. El trefilado permite lograr calibres de 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 0.9 mm (26, 24, 22, 20 y 19 AWG) AWG) a partir de un alambre de 2.6 mm. Estos calibres son los de mayor utilización en cables telefónicos. El aislamiento consiste en la aplicación contínua de plástico sobre el conductor por medio de extrusión.
2.1.1 Materiales Utilizados
Para el conductor se emplea cobre electrolítico de alta conductividad (99,9% IACS), temple suave obtenido por recocido. En el pasado se llegaron a utilizar aluminio y aleación de aluminio como conductores pero sin aceptación El material de aislamiento puede ser:
Polietileno sólido de alta densidad Polietileno foam-skin (características dieléctricas)
Polipropileno (características mecánicas)
PVC (telefónicos interiores)
PVC-Nylon
2.1.2 Parámetros a controlar Rig id ez d iel é ct ri ca @ 1000 V C C. Máx 1 f al la /10 k m .
Con du ct or ± 2 m Elon gación: > 15% Capacitanc ia co axial: 170 ± 2 pF/m : PE F/S 240 ± 2 p F/m : PE s ól Color
e 1
A isl am ient o ± 15 m
e 4 e 2 e 3
Exc entr ici d ad m áxim a: e m áx -e m ín 5% e
2.2 Pareado
Los alambres aislados se conforman en pares al entrelazar los dos hilos. Así se balancean eléctricamente ambos conductores para evitar ser afectados por las fuentes de interferencia. Existen dos tipos de pareado:
Horizontal : Produce bobinas con un solo par telefónico
Vertical
: Integra el proceso de pareado y el de agrupado, produciendo bobinas con un grupo de hasta 25 pares.
Las longitudes de paso de los pares adyacentes son diferentes para evitar acoples por diafonía. Un cable aislado en plástico utiliza hasta 25 pasos diferentes.
2.2.1 Identificación de Pares
Al formar pares, cada uno de estos está identificado siguiendo una secuencia estándar de colores: Primarios (A)
Secundarios (B)
Se pueden obtener 25 combinaciones básicas para identificar los pares dentro de cada grupo.
2.2.2 Parámetros a controlar
•
•
•
•
•
•
Paso de pareado
Exterior Co n ti n u id ad elé c tr ic a Corto circuito Ri g id ez d ie lé c tr ic a Desb alance resistivo
2.3 Reunido y Cableado
Una vez constituidos los pares, estos se reúnen en grupos de 10, 20 o 25 pares. Cada grupo se identifica con cintas de material no higroscópico. El reunido de pares puede ser:
Concéntrico Aleatorio (cruzado) Oscilatorio
La identificación más común para 4 grupos de 25 pares que conforman una unidad de 100 pares se realiza como sigue: GRUPO No. 1 2 3 4
IDENTIFICACION Blanco
Azul
Blanco
Naranja
Blanco
Verde
Blanco
Marrón
Los grupos se cablean en unidades de 50 o 100 pares las cuales se reúnen en capas concéntricas para formar el núcleo del cable completo.
El método de identificación secuencial para las unidades de 100 pares se muestra a continuación para un cable de 2400 pares (este método es el más común) UNIDAD No. IDENTIFICACION 1 2 3 4 5
B l a n c o
6 7 8 9
R o j o
10 11 12
Negro
UNIDAD No.
IDENTIFICACION
Azul
13
Naranja
14
Verde
15
Gris
Marrón
16
Azul
Gris
17
Naranja
Azul
18
Naranja
19
Marrón
Verde
20
Gris
Marrón
21
Azul
Gris
22
Azul
23
Naranja
24
Verde Negro
Amarillo
Violeta
Marrón
Verde
Naranja Verde Marrón
Un método de identificación alternativo para los grupos de 25 pares en las unidades de 100 pares se muestra a continuación: GRUPO No. 1
IDENTIFICACION Azul Azul
2
Naranja
Naranja
3
Verde
Verde
4
Marrón
Marrón
La identificación de las unidades dentro del núcleo del cable se realiza por capas. Cada capa tiene un identificador rojo (piloto) para la primera unidad de dicha capa.
Se emplean cintas de color para distinguir las capas en el cable. A continuación se ilustra la identificación de unidades para un cable de 2400 pares con formación de 2 + 8 + 14 por método de piloto. UNIDAD No.
UNIDAD No.
1
IDENTIFICACION Rojo Azul
2
Blanco
Azul
14
3
Rojo
Naranja
15 16
B l a n c o
N a r a n j a
4 5 6 7 8 9 10
IDENTIFICACION
13
17 18 19 20 21 22
11
Rojo
Verde
23
12
Blanco
Verde
24
B l a n c o
V e r d e
El método de codificación progresiva consiste en utilizar de manera cíclica el método de identificación de 25 pares. GRUPO AMARRE
PAR 1 2
1
l u z A o c n a l B
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2
a j n a r a N o c n a l B
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
3
e d r e V o c n a l B
23 24 25 26 27 28 29 30
Conductor "a" Conductor "b" Azul Naranja Blanco Verde Café Gris Azul Naranja Rojo Verde Café Gris Azul Naranja Negro Verde Café Gris Azul Naranja Amarillo Verde Café Gris Azul Naranja Violeta Verde Café Gris Azul Naranja Blanco Verde Café Gris
2.3.1 Pares de Reserva:
Generalmente se suministra un par de reserva por cada 100 pares en el cable. La disposición de los pares de reserva puede ser:
De manera individual en los intersticios del cable Agrupados en una unidad de pares de reserva.
La codificación de estos pares puede ser:
Cada par identificado blanco - rojo o Conforme a la siguiente tabla: Par No.
Identificación
1 2 3
Blanco
4 5 6
Rojo
7 8 9 10
Negro Amarillo
rojo negro amarillo violeta negro amarillo violeta amarillo violeta
Par No.
Identificación
11 12 13
naranja Azul
verde café
14
gris
15
verde
16
Naranja
17 18 19 20
café gris
Verde Café
café gris
2.3.3 Parámetros a Controlar
Diámetro del grupo o de la unidad Paso de las cintas de identificación Paso de reunido o cableado Corto circuito entre conductores (A y B) Continuidad de los conductores Rigidez dieléctrica entre conductores (A y B)
2.4 Chaqueta
Una vez conformado el núcleo se aplican sobre el cable los siguientes elementos:
Una cinta de poliéster que envuelve al núcleo
El compuesto de relleno (jelly en cables rellenos)
Hilos de amarre sobre la cinta poliéster
Hilo de rasgado para desnudar el cable
La pantalla eléctrica (cinta foil, cinta aluminio BCH)
Una chaqueta aplicada por extrusión
Mensajero de acero (cables autosoportados)
Marcación
2.4.1 Parámetros a controlar en chaqueta
Diámetro exterior máximo Espesor mínimo en un punto y mínimo promedio de la chaqueta Traslape de la cinta de acero o de aluminio Penetración de agua (núcleo relleno) o Presurización de aire (núcleo seco) Dimensiones de la vena de separación (cables autosoportados)
3. TIPOS DE CABLES MULTIPARES CABLES TELEFÓNICOS PARA USO INTERIOR Conductor: Cobre rojo o cobre estañado, temple suave. Aislamiento: PVC o PVC nylon; retardancia a la llama. Nylon: características mecánicas. Cinta de poliéster: Aislante térmico en el proceso, protección dieléctrica. Cinta foil de aluminio: Pantalla eléctrica. Chaqueta gris de PVC : Protección mecánica, eléctrica y retardancia a la llama.
3. TIPOS DE CABLES MULTIPARES CABLES TELEFÓNICOS INSTALACIÓN AÉREA Conductor: Cobre rojo, temple suave Aislamiento: PE sólido o PE F/S Compuesto de relleno : Evita la penetración y migración de humedad en el núcleo (cables rellenos) Cinta de poliéster: Aislante térmico en el proceso, protección dieléctrica. Cinta de aluminio polietinada: Pantalla eléctrica y barrera contra la humedad. (Lisa o corrugada) Mensajero: en hilos de acero galvanizado para instalaciones aéreas (autosoportado). Chaqueta negra de polietileno: Protección mecánica, eléctrica y ambiental.
3. TIPOS DE CABLES MULTIPARES CABLES TELEFÓNICOS PARA USO EN DUCTOS Conductor: Cobre rojo, temple suave Aislamiento: PE sólido o PE F/S Compuesto de relleno : Evita la penetración y migración de humedad en el núcleo (cables rellenos) Cinta de poliéster: Aislante térmico en el proceso, protección dieléctrica. Cinta de aluminio polietinada: Pantalla eléctrica y barrera contra la humedad. (Lisa o corrugada) Chaqueta negra de polietileno: Protección mecánica, eléctrica y ambiental.
3. TIPOS DE CABLES MULTIPARES CABLES TELEFÓNICOS ENTERRAMIENTO DIRECTO Conductor: Cobre rojo, temple suave Aislamiento: PE sólido o PE F/S Compuesto de relleno : Evita la penetración y migración de humedad en el núcleo (cables rellenos) Cinta de poliéster: Aislante térmico en el proceso, protección dieléctrica. Cinta de aluminio polietinada: Pantalla eléctrica y barrera contra la humedad. (Lisa o corrugada) Cinta de acero polietinada: Protección mecánica y barrera adicional contra humedad. Chaqueta negra de polietileno: Protección mecánica, eléctrica y ambiental.
4. CARACTERISTICAS ELECTRICAS
Los parámetros eléctricos que caracterizan un cable telefónico se pueden clasificar en:
Parámetros primarios Parámetros secundarios
Estos parámetros determinan el desempeño del cable en aplicaciones a frecuencias de voz y a frecuencias de portadora.
4.1 Parámetros Primarios 4.1.1 Resistencia Eléctrica (R)
La resistencia eléctrica DC de un conductor se determina a partir de la conductividad, la sección transversal, la longitud y la temperatura. •
R
L A
R : Res is ten c ia el é c tr ic a [ ] m m : Resistividad del cobr e: 0.017241 2
•
L : L o n g i t ud d e l c a b le [ m ]
•
2 A : A r ea del c on d u c t o r [ m m ]
m
La resistencia DC por unidad de longitud generalmente se expresa en /km. Para determinado calibre se puede calcular mediante:
R
21.952 2
d
•
R : Res is te n c ia el é c tr ic a [ /k m ]
•
d : Diám etro d el con du cto r [m m ]
Bajo condiciones de excitación DC hay un flujo uniforme de corriente a través del conductor y los electrones se mueven en caminos axiales rectos:
Distribución uniforme de corriente en DC
Cuando se incrementa la temperatura, el movimiento aleatorio de los electrones aumenta, generando mayor oposición al flujo de la corriente.
Distribución aleatoria de corriente a alta temperatura
La resistencia medida se referencia a 20 oC mediante: R20
RT
[1 0.00393 (T 20 )]
•
R 20 : Resis tencia referida a 20 o C
•
R T : Resistenc ia m edida
•
T
: Temperatura del con duc tor
A medida que la frecuencia aumenta, la corriente tiende a fluir por la superficie del conductor. Esto se conoce como el “efecto piel” .
Flujo de corriente debido al efecto piel en alta frecuencia
Otro efecto del incremento de frecuencia es aumentar la resistencia dada la proximidad del otro conductor de un par.
Flujo de corriente debido a los efectos de piel y de proximidad
El efecto piel depende del diámetro y de la estructura del metal; el efecto de proximidad depende del diámetro, de la geometría del par y de la estructura. La siguiente gráfica muestra el comportamiento de la resistencia en función de la frecuencia para conductores de cobre de diferentes diámetros.
4.1.1.1 Desbalance resistivo
Es una medida de la diferencia de resistencia de los dos hilos de un par. Si en un par circulan corrientes ocasionadas por ruido y estas son iguales, el voltaje resultante en el receptor será cero. El desbalance resistivo ocasiona que estas corrientes no se cancelen y aparezca voltaje por ruido en el receptor.
Desbalance resistivo Rb Ru (%)
Ra Rb min ( Ra, Rb)
100
Ra
Zo Rb
Receptor
In1 Vo Zo ( In1 In2 )
Ra
In2
4.1.2 Capacitancia Mutua (C)
Debido al dieléctrico entre los conductores, aparece una capacitancia mutua la cual es función del tipo de aislamiento y de la geometría del cable. En un cable multipar, los alambres que rodean un par forman una pantalla electrostática efectiva que también influye sobre la capacitancia. Pantalla efectiva
La pantalla efectiva “D” se encuentra a una
distancia igual a la media geométrica de la distancia desde el centro del par a cada uno de los conductores circundantes. D
Con base en los tipos de aislamientos a utilizar y si el cable es relleno o seco, los conductores se diseñan para mantener esta capacitancia mutua. Los componentes dieléctricos del cable (aislamientos, cintas de amarre, envoltura del núcleo y el compuesto de relleno) poseen una constante dieléctrica estable en frecuencia para conservar una capacitancia mutua constante. Los efectos de la temperatura sobre la capacitancia mutua son mínimos.
La capacitancia mutua depende de la geometría de los pares, de la distancia entre los conductores que forman un par y de la constante dieléctrica efectiva del medio. Cm
S DOD
d A D
•
•
•
•
•
•
DOD: Diámetro sobre aislamiento d: Diámetro del conductor S: Distancia entre conductores A: Espacio entre aislamientos D: Pantalla efectiva ’: Constante dieléctrica del medio
12 .08
S 2 1 2S D 0.1086 12 log 10 d S 2 1 D
[nF / km]
Debido a la complejidad de la fórmula exacta para derivar la capacitancia mutua de un par, se tiene la siguiente aproximación:
Cm
•
•
•
12 .08 [nF / km] 1.45 S log 10 d
d: Diámetro del conductor S: Distancia entre conductores
Esta aproximación considera que:
’: Constante dieléctrica del medio
El término
1 S/D
2
2
1 (S/D)
es relativamente
constante para todos los diseños de cables y es igual a 0,73
El término
12
es despreciable
La constante dieléctrica efectiva depende del tipo de aislamiento y del medio que rodea a los conductores.
Aislamiento Sólido, Núcleo Seco
Aislamiento Sólido, Núcleo Relleno
’ = 1.8
’ = 2.2
Aislamiento F/S, Núcleo Relleno ’ = 1.8
Cuando se diseñan cables rellenos con aislamiento sólido, los diámetros se incrementan para conservar la capacitancia. Para conseguir una reducción en consumo de materiales se emplean los cables aislados en Foam Skin que permiten obtener la misma capacitancia con un menor diámetro.
4.1.2.1 Desbalance capacitivo par-par
Es una medida de las diferencias de capacitancias que existen entre los cuatro conductores de dos pares. Estos desbalances incrementan la susceptibilidad al ruido. a Cac Cad
b Cbc
El desbalance capacitivo par -par se mide entre todas las combinaciones
Cbd d
CUPP (C ad C bc ) (C ac C bd )
c
de pares dentro de una misma unidad.
Los desbalances capacitivos entre pares pueden darse por una o alguna combinación de las siguientes variables de fabricación:
Diferencias entre los diámetros de los cuatro conductores
Diferencias en los espesores de los aislamientos
Diferencias en la excentricidad de los aislamientos
Falta de uniformidad en el pareado
Similitud entre los pasos de pareado de los pares involucrados (Ausencia de cancelación inductiva) Proximidad entre los dos pares involucrados; los pares adyacentes tienen mayor desbalance capacitivo.
4.1.2.2 Desbalance capacitivo par-tierra
El desbalance capacitivo par - tierra ocasiona una diferencia de voltajes en cada alambre del par, como resultado de una inducción ocasionada por una fuente de voltaje externa al cable.
a
b Ca g
Cbg Todos los demás pares
CUPG C ag C bg
4.1.2.3 Desbalance capacitivo par-pantalla
El desbalance capacitivo par - pantalla aumenta la susceptibilidad a la inducción del ruido proveniente de líneas de energía cercanas.
a
b Cb
Cas Cal Todos los demás pares
Cbl
s
CUPS C as C bs
El desbalance capacitivo par - pantalla generalmente es función del tamaño del cable. En cables pequeños es mayor por la proximidad de los pares a la pantalla. Un desbalance alto resulta en la inducción de los armónicos de la línea de 60 Hz en el rango de las frecuencias de voz. Esta inducción produce un zumbido o un crujido en los circuitos telefónicos.
Ip
Línea de energía Is
Ipt
Pantalla del cable
Ist IT
Ip: Corriente de la línea Is: Corriente inducida en la pantalla Ipt: Corriente inducida en el par desde la línea
Par telefónico
Ist: Corriente inducida en el par desde la pantalla It : Corriente neta inducida = Ipt - Ist
4.1.3 Inductancia Serie (L)
La inductancia es la característica de un conductor o de un circuito de oponerse a cambios de corriente, induciendo voltajes. La inductancia total de un par consta de la suma de:
La inductancia interna del alambre La inductancia externa Las corrientes de remolino
La inductancia disminuye con la frecuencia debido a los efectos de piel y de proximidad y a las corrientes de remolino.
La inductancia interna del conductor es producto del campo magnético generado por el flujo de la corriente. La inductancia externa o espacial es producto del campo magnético de los demás alambres y depende del diámetro del conductor y del espacio interaxial. Las corrientes de remolino que fluyen en los pares adyacentes y en la pantalla sólo son relevantes a muy altas frecuencias.
La inductancia es función del diámetro del conductor y del espacio interaxial; estas dimensiones se establecen para cumplir los requisitos de resistencia DC y de capacitancia mutua. 2 S b mH / km d
L 0.923 log 10
Inductancia Externa •
•
•
Inductancia Interna
d: Diámetro del conductor S: Distancia entre conductores b: 0,1 a bajas frecuencias
Los efectos de piel y de proximidad también influyen en la inductancia. El efecto es opuesto al que tienen sobre la resistencia: la inductancia disminuye al aumentar la frecuencia.
La temperatura también influye en la inductancia como resultado indirecto de la sensibilidad a la temperatura de los efectos de piel y de proximidad. No obstante los coeficientes de temperatura son pequeños a frecuencias menores a 1 MHz y pueden despreciarse.
4.1.4 Conductancia (G)
La conductancia expresa la facilidad con la que una corriente eléctrica fluye a través de una sustancia. La conductancia es considerada entre los dos hilos de un par. La conductancia es el parámetro más impredecible de los primarios. Varía con la temperatura y es afectada por la humedad. Para conductores aislados en polietileno y cables con componentes que tengan características dieléctricas similares, la conductancia es despreciable.
La conductancia es proporcional a la capacitancia, al factor de disipación del sistema de aislamiento y a la frecuencia. G 6283 fC ( pf ) •
•
•
m mho / km
C: Capacitancia en F/km f: Frencuencia en kHz pf: Factor de potencia
Si el medio es una combinación de polietileno, aire y otros materiales aislantes y si hay algún contaminante, es imposible derivar una fórmula exacta para calcular la conductancia.
La siguiente expresión es muy útil para estimar el valor de la conductancia. 0.957 f m mho / km G 1.5S log 10 d •
•
•
S: Espacio interaxial d: Diámetro del conductor f: Frencuencia en kHz
La conductancia en cables aislados con polietileno es tenida en cuenta a frecuencias mayores a 750 kHz para calcular los parámetros secundarios.
4.2 Parámetros Secundarios 4.2.1 Impedancia característica (Zo)
La impedancia de un circuito es la relación existente entre el voltaje y la corriente de entrada evaluados en corriente alterna. En un cable telefónico, Zo depende de los parámetros primarios de transmisión (RLGC). Una línea de transmisión puede representarse mediante:
La uniformidad de un medio de transmisión está caracterizada por la impedancia. Un medio de transmisión no uniforme con desequilibrios de impedancia puede presentar los fenómenos de “Eco” y “Singing”.
Un desequilibrio de impedancia puede verse a manera de una tubería que repentinamente cambia de diámetro. Señal transmitida
Señal reflejada Desequilibrio de Impedancia
La impedancia característica de un cable se mide en el rango de frecuencias en el cual va a ser empleado.
Las normas especifican un valor nominal de impedancia y una tolerancia centrada en dicho valor
La impedancia característica está dada por: Zo
Z Y
R jw Lf G j C
•
•
Z : Impedancia Serie = R+j L Y : Admitancia Paralela = G+j C
Para bajas frecuencias L << R y G << C; la impedancia se aproxima como: Zo
R
C
Para altas frecuencias es muy grande; la impedancia se aproxima mediante: Zo Zo
L C
Return turn Lo ss ) 4.2.2 SRL ( Structu ral Re
Las pérdidas estructurales de retorno (SRL) son una medida de las pérdidas de señal originadas por las reflexiones en el cable.
El SRL es una medida de la diferencia entre la impedancia de entrada a una cierta frecuencia y la impedancia nominal a esa misma frecuencia. Cuando la impedancia de entrada es igual a la nominal, no hay pérdidas de retorno. Cuando la impedancia es diferente a la nominal, las pérdidas se incrementan.
4.2.3 Atenuación
La atenuación es una medida de la pérdida de la potencia de la señal sobre una longitud de alambre o cable y se ve afectada por los materiales y la geometría de los conductores aislados. 20 log 10
V 1 F V 1 N
20 log 10
•
V 1 N V 1 F
: A te n u a ci ón ón [ d B]
•
V 1N : Nivel de vo ltaje de entrada
•
V 1F : Nivel de vo ltaje de salida
La atenuación se evalúa en el rango de frecuencias de utilización del cable. La atenuación aumenta a medida que la frecuencia se incrementa. ATENUACION 25.00 20.00
) B d ( n15.00 ó i c a u10.00 n e t A
Requerido Obtenido
5.00 0.00 0.1
1
10
Frecuencia (MHz)
100
Comunmente la atenuación se reporta en dB/km y se corrige a 20 oC empleando la siguiente relación: 20
T 1 0,0022 T 20
•
•
20 :
•
T
T
Atenu ación referida a 20 o C
: Atenu ación m edida : Temperatura del con duc tor
La atenuación es la parte real de la constante de propagación . j ZY ( R j L)(G j C ) •
•
: Atenu ación en Nepers (1 dB = 8.686 Np) : Con stan te de fase en radian es
Las ecuaciones para y en términos de los parámetros primarios (R, L, G y C) son:
2
( R 2 2 L2 )(G 2 2C 2 ) ( RG 2 LC )
2
( R 2 2 L2 )(G 2 2C 2 ) ( RG 2 LC )
1
1
A frecuencias de voz
RC 2
y se pueden aproximar como:
RC
2
A altas frecuencias
y se pueden aproximar como:
1 C 1 L R G 2 L 2 C
LC
•
•
•
•
•
•
•
: Atenuación en Np/km : Constante de fase en rad/km R: Resistencia de bucle en /km L: Inductancia de bucle en H/km G: Conductancia mutua en mhos/km C: Capacitancia mutua en F/km : 2 f
4.2.4 Diafonía
La diafonía es un tipo de interferencia causada por el acople de señales entre dos pares, producto de los acoples capacitivos e inductivos entre ellos.
V 2 N NE XT 20 log 10 V 1 N
FEXT 20 log 10
V 2 F V 1 F
V 1 N NEXT 20 log 10 V 2 N
FEXT 20 log 10
V 1 F V 2 F
NEXT (Near End Cro ss talk) : El NEXT o p ar ad iaf o n ía se define como el acople de señal indeseado entre un par que transmite desde un extremo del cable y otro par que es perturbado en el mismo extremo. NEXT (Near End Crosstalk)
Power Sum NEXT (PS-NEXT) : Es la medida de la cantidad de señal no deseada que aparece sobre un par en un extremo del cable, producto de la transmisión simultánea de varios pares desde el mismo extremo. POWER SUM NEXT
FEXT (Far En d Cross talk) : El FEXT o tel ed iaf o n ía es una medida del acople de señal indeseada provocado por un par transmitiendo desde la punta interna del cable sobre un par vecino medido en la punta externa. FEXT (Far End Crosstalk)
Los acoples por FEXT se ven reducidos por la atenuación y la longitud del cable. Gráfica de FEXT
A bajas frecuencias la atenuación es poca, la línea 1 indica una línea recta del FEXT acoplado. A medida que la frecuencia se incrementa, la atenuación es mayor; la línea 2 indica reducción del FEXT.
ELFEXT (Eq ual L evel FEXT) : El ELFEXT es una medición de telediafonía que elimina la influencia de la longitud al considerar la atenuación en el par perturbado removiéndola de la medición. ELFEXT
La siguiente gráfica muestra los componentes del ELFEXT. La línea 1 (púrpura) indica el acople por FEXT entre dos pares. La línea 2 (roja) indica la característica de atenuación del par perturbado. La línea 3 (azul) es el ELFEXT resultante.
ELFEXT
ELFEXT = FEXT - Atenuación
PS-ELFEXT (Pow er Sum ELFEXT) : Es la cantidad de acople de señal sobre un par en la punta externa, producto de la transmisión simultánea de varios pares desde la punta interna. PS-ELFEXT
Algunas normas exigen requisitos de diafonía a manera de PowerSum o de diafonía RMS; ambos parámetros se calculan a partir de las mediciones realizadas para las combinaciones de pares evaluados: V 2 1 k 1 V n
N / F
RMS XTALK 20 log 10 •
•
XTALK: NEXT o ELFEXT n : No. De mediciones realizadas.
Para 100 pares se realizan 4950 mediciones
N / F
n
2
k
P .S XTALK 10 log 10
n
10
( dB ) n
n 1 •
•
XTALK: NEXT o ELFEXT n : No. De pares -1 Para n pares, cada par tiene n -1 mediciones
10
4.2.5 ACR (A ttenu ation to Cross talk Ratio)
El ACR (relación atenuación-diafonía) es la diferencia entre el NEXT y la atenuación. Debido a la atenuación, las señales transmitidas se debilitan en el receptor; y es allí donde el NEXT es mayor. Las señales que sobreviven el efecto de la atenuación, no deben perderse debido al NEXT. El ACR entrega una medida de qué tan fuerte es la señal respecto al ruido de fondo (backgro und n oise) .
El ACR se usa para determinar el ancho de banda disponible que provee el cable para las transmisiones de señal.
ACR = NEXT - Atenuación
4.2.6 Velocidad Nominal de Propagación
La velocidad nominal de propagación (NVP) se refiere a la velocidad con la que una señal viaja por un medio; en este caso los pares del cable. Esta velocidad se expresa comúnmente como un porcentaje de la velocidad de la luz en el vacío [c ] y depende del material del aislamiento. NVP
100
•
: Constante dieléctrica del aislamiento
Los polietilenos utilizados en la fabricación de cables telefónicos poseen usualmente NVPs entre 0.6c y 0.8c.
4.2.7 Retardo de propagación (Prop agation d elay)
Es la medida del tiempo que una señal requiere para propagarse desde un extremo del circuito al otro. El retardo de propagación se expresa en nanosegundos por unidad de longitud [ns/L]. Retardo = 503 ns
100 m
El retardo de propagación es la principal limitante para las longitudes máximas de instalación de redes que operan a altas frecuencias (LAN)
4.2.8 Propagation delay skew
Es la diferencia entre los retardos de propagación de los pares más rápidos y de los más lentos. El skew es importante en redes de alta velocidad debido a que si es excesivo, las señales originadas al mismo tiempo llegarán al receptor desfasadas haciendo difícil la decodificación.
5. PRUEBAS ELÉCTRICAS ADICIONALES 5.1 Resistencia de aislamiento
Es la resistencia a las corrientes de fuga a través de los aislamientos de los conductores. El polietileno tiene una resistencia de aislamiento prácticamente infinita. No obstante, una resistencia de aislamiento baja en el proceso puede surgir por:
Poros en el aislamiento
Secciones delgadas de aislamiento (excentricidad) Demasiado colorante
Perforaciones en el aislamiento
5.1 Resistencia de aislamiento
La medición de la resistencia de aislamiento se realiza empleando un voltaje DC comprendido entre 100 y 500 V. La resistencia de aislamiento se debe medir después de aplicar durante 1 min. la tensión de ensayo. La tensión de ensayo se aplica entre cada conductor (hilo) y todos los demás, más la pantalla, si existe, conectados a tierra.
5.1 Resistencia de aislamiento
La resistencia de aislamiento es inversamente proporcional a la longitud del cable y se expresa en x km corregida a 20 oC. La resistencia de aislamiento se puede ver como un arreglo de resistencias conectadas en paralelo. Entre mayor longitud tenga el cable, la resistencia de aislamiento medida es menor. L
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5.2 Rigidez dieléctrica
La rigidez dieléctrica es la capacidad de los aislamientos de los conductores de un cable de soportar voltajes especificados sin romperse. El requerimiento para que el sistema de aislamiento del cable soporte altos voltajes surge de la necesidad de sobrevivir a efectos que causan picos de corriente como:
Descargas atmosféricas. Cruces accidentales con líneas de potencia. Aumento de voltajes debido a irregularidades de impedancia.
5.2 Rigidez dieléctrica
La rigidez dieléctrica en un cable telefónico se prueba entre los conductores (A y B) y entre los conductores y la pantalla. Para la prueba entre conductores, se aplica un voltaje DC entre A y B, comprendido entre 1000 y 4500 V DC durante 3 segundos; el valor del voltaje depende de la especificación y del tipo de aislamiento empleado. Para la prueba contra la pantalla, se agrupan todos los conductores y se aplica un voltaje que oscila entre 2000 y 10000 V DC entre los conductores y la pantalla.
6. PRUEBAS ADICIONALES
Ensayos dimensionales:
Diámetro del conductor Diámetro sobre aislamiento Espesores de aislamiento Diámetro sobre chaqueta Traslape de pantalla
Ensayos mecánicos:
Deformación del conductor Carga de rotura y/o deformación del aislamiento Carga de rotura y deformación de la chaqueta Adherencia de la pantalla
