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Elementos de transmisión para la seguridad electrónica .com.ar

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Cables coaxiales

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Utilizados masivamentedesde la década del ’80, elcable coaxial encuentra hoycompetencia en la fibra ópti-ca. Sin embargo, sus carac-terísticas conductivas y fun-cionalidad siguen siendo fac-tores determinantes a la horade elegir un método de trans-misión. En este informe, ofre-cemos una breve reseñaacerca de los cables más uti-lizados por la industria.

as líneas para la transmisióna distancia de la voz humana,señales de vídeo, datos, et-

cétera, están constituidas por circuitosque transmiten ondas de tensión y decorriente con muy baja potencia y fre-cuencia muy elevada.

Hasta hace unos años, el diseño deredes de datos pequeñas y medianassolía ser un tema sencillo que no pre-sentaba problemas. Consistía en ase-gurarse de tener un buen cableado, co-locar suficientes bocas e instalar unoo varios hubs.

Con el advenimiento de aplicacio-nes cada vez más complejas, el au-mento de los requerimientos de an-cho de banda, que son muy superio-res a los de hace algunos años, y laexplosión del acceso a Internet, el di-seño se ha convertido en algo com-plejo, a pesar de las mejoras en el ren-dimiento de los equipos y las capaci-dades del medio.

La tendencia actual apunta hacia múl-tiples medios de transmisión, múltiplesprotocolos e interconexiones entre di-ferentes redes internas y externas.

Cableados básicosExisten tres tipos básicos de cablea-

do de datos: cable coaxial, fibra ópticao par trenzado.

• Cable coaxil (o coaxial): Es el tipode cable de cobre o aluminio que usanlas empresas de televisión por cable(CATV) entre su antena comunitaria ylas casas de los usuarios. A veces loemplean las compañías telefónicas yes ampliamente usado en las redes deárea local (LAN) de las empresas. Pue-de transportar señales análogas y devoz. Fue inventado en 1929 y usadocomercialmente por primera vez en1941. AT&T tendió su primer sistemade transmisión coaxil intercontinental

en 1940. Según el tipo de tecnologíaque se use, se lo puede reemplazar porfibra óptica.

• Par trenzado: Es el tipo de cableque se usa en telefonía y consta de dosconductores de cobre o aluminio quese disponen uno al lado del otro. Losdos conductores, uno de ida y el otrode retorno, necesarios para la transmi-sión, constituyen el llamado "par".

• Fibra óptica: Tecnología para trans-mitir información como pulsos lumino-sos a través de un conducto de fibrade vidrio. La fibra óptica transportamucha más información que el cablede cobre convencional. La mayoría de

IMPORTANTE! El siguiente Informe ha sido elaborado en base a un cuestionario con preguntas básicas, que lehemos enviado oportunamente a nuestros anunciantes. Si a usted, como lector, le interesa aportar alguna informaciónadicional que enriquezca el tema, no dude en enviarnos sus comentarios a nuestra editorial a: [email protected] los mismos en sucesivas ediciones.

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A: Cubierta protectora de plásticoB: Malla de cobreC: AislanteD: Núcleo de cobre



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las líneas de larga distancia de las com-pañías telefónicas utilizan fibra óptica.

CoaxialesLos cables coaxiales se pueden em-

plear en todas aquellas aplicaciones enlas que deben transmitirse señales eléc-tricas a alta velocidad y sin la interferen-cia de otras señales espurias. Existeninnumerables casos de este tipo, comoser las bajadas de antenas satelitales ode radiofrecuencia, las conexiones en-tre computadoras, las redes de televi-sión por cable, etcétera.

Se define como coaxial al cable en elcual los dos conductores tienen el mis-mo eje, siendo el conductor externo uncilindro separado del conductor internopor medio de un material dieléctrico. Elconductor externo, además de conduc-tor de retorno, cumple la función de blin-daje, con la consiguiente estabilizaciónde los parámetros eléctricos.

El empleo de cables coaxiales permi-te confinar la señal y limitar las pérdidasque se verifican por radiación cuandolas frecuencias de las señales transmi-tidas sobrepasan los cientos de kHz.

Parámetros característicos• Impedancia característica (Ohm): Es

la relación tensión aplicada/corriente ab-sorbida por un cable coaxil de longitudinfinita. Puede demostrarse que, paraun cable coaxil de longitud real conec-tado a una impedancia exactamenteigual a la característica, el valor de laimpedancia de la línea permanece igualal de la impedancia característica.

Cabe recordar que en un sistema quetrabaja a máxima eficiencia, la impedan-cia del transmisor, la del receptor y ladel cable deben ser iguales, de no serasí se producirán reflexiones que degra-darán el funcionamiento del sistema.

La impedancia característica no depen-de de la longitud del cable ni de la fre-cuencia. Los valores nominales para loscables coaxiales son 50, 75 y 93 Ohm.

• Impedancia transferencia (Ohm/m): Define la eficiencia del blindaje del Continúa en página 124

conductor externo. Expresada habitual-mente en miliohm por metro. Cuantomás pequeño es el valor, mejor es elcable a los efectos de la propagaciónal exterior de la señal transmitida y dela penetración en el cable de las seña-les externas.

• Capacidad (F/m): Es el valor de lacapacidad eléctrica, medida entre elconductor central y el conductor exter-no, dividida por la longitud del cable.Se trata de valores muy pequeños ex-presados en picofarad por metro. Va-ria con el tipo de material aislante y conla geometría del cable.

• Velocidad de propagación (%): Esla relación, expresada porcentualmen-te, entre la velocidad de propagaciónde la señal en el cable y la velocidad depropagación de la luz en el vacío. Varíacon el tipo de material aislante, en fun-ción de su constante dieléctrica.

• Atenuación (dB/m): Es la pérdi-da de potencia, a una determinada fre-cuencia, expresada generalmente endecibel cada 100 metros. Varía con eltipo de material empleado y con la geo-metría del cable, incrementándose alcrecer la frecuencia.

• Potencia transmisible (W): Es lapotencia que se puede transmitir a unadeterminada frecuencia sin que la tem-peratura del cable afecte el funciona-miento del mismo. Disminuye al aumen-tar la frecuencia y se mide en Watt.

• Tensión de trabajo (kV): Es lamáxima tensión entre el conductor ex-terno e interno a la cual puede trabajarconstantemente el cable sin que segeneren las nocivas consecuencias del"efecto corona" (descargas eléctricasparciales que provocan interferenciaseléctricas y, a largo plazo, la degrada-ción irreversible del aislante.

• Structural return loss (S.R.L.): Sonlas pérdidas por retorno ocasionadaspor falta de uniformidad en la construc-ción (variación de los parámetros dimen-sionales) y en los materiales empleados,que producen una variación localizadade impedancia, provocando un "rebo-te" de la señal con la consiguiente in-versión parcial de la misma.

Características constructivasA continuación ofrecemos un resu-

men de los principales materiales em-pleados para la construcción de ca-bles coaxiales.

1- Conductor central• Cobre electrolítico: con pureza su-

perior al 99% y resistividad nominal a20°C de 17,241 Ohm mm² / km.

• Cobre estañado: limitado a los ca-bles empleados en aparatos que requie-ran buenas condiciones de soldabilidad(su uso incrementa la atenuación conrespecto al cobre solo.

• Cobre plateado: Para mejorar laatenuación a altísima frecuencia y porsu estabilidad química en presencia dedieléctricos fluorados.

• Acero cobreado (copperweld):Alambre obtenido por trefilación de co-bre sobre un alma de acero. Si bien suconductividad normal es del 30% al40% de la del cobre, a altas frecuen-cias (MHz) su conductividad es prácti-camente idéntica a la del cobre, a raízdel efecto pelicular (skin effect); mien-tras la carga de rotura mínima es 77 kg/ mm² y el alargamiento el 1% mínimo.Este material se emplea por razonesmecánicas en los cables de seccionesmenores.

2- Aislante• Polietileno compacto: Es el mate-

rial más empleado como aislante en loscables coaxiales, a raíz de su excelen-te constante dieléctrica relativa (2,25)y rigidez dieléctrica (18 kV/mm.

• Polietileno expandido: Se obtie-ne introduciendo en el polietileno sus-tancias que se descompongan con latemperatura generando gases, con laparticularidad de que los poros que-dan uniformemente distribuidos y sincomunicación entre sí. La misma ex-pansión se puede obtener con inyec-ción de gas en el momento de la extru-sión, obteniendo características eléc-tricas superiores.

Este material, de reducida constan-te dieléctrica (1,4 / 1,8, dependiendodel grado de expansión) y bajo factorde pérdida (tgd = 0,2 . 10-3), permitelograr una notable reducción de la ate-nuación, comparándola con el uso depolietileno compacto.

• Polietileno/aire: es obtenido porla aplicación de una espiral de polieti-leno alrededor del conductor central,a su vez recubierto con un tubo extrui-do de polietileno.

• Tefzel (copolímero etileno - te-trafluoroetileno): Se emplea para tem-peraturas entre -50°C a +155 °C, conuna constante dieléctrica de 2,6 y unarigidez dieléctrica de 80 kV/mm.

• Teflón FEP (copolímero tetrafluo-roetileno - exafluoropropileno): Seemplea para temperaturas entre -70 °Cy +200 °C, con constante dieléctrica de2,1 y rigidez dieléctrica de 50 kV/mm.

Estos dos últimos materiales se em-

1- Fibra óptica con segunda protección2- Cabos de fibra con elementos resistentesa tracción3- Cubierta de PVC especial (no propaga-dor de llama y baja emisión de humo)



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plean, además de las aplicaciones dealtas temperaturas para aplicacionesmilitares, electrónica, misiles, etc., endonde se requiera gran resistencia alos agentes químicos orgánicos e in-orgánicos.

3- Conductor externo• Cobre: Generalmente bajo la for-

ma de trenza constituida por 16, 24 o36 husos, con ángulos entre 30 y 45°.

• Cobre estañado: Cuando se necesi-tan buenas condiciones de soldabilidad.

• Cobre plateado: En presencia deaislantes fluorados (estabilidad química).

• Cintas de aluminio/poliester yaluminio/polipropileno: Aplicadasdebajo de la trenza reducen notable-mente el efecto radiante y disminuyenla penetración de señales externas.

4- Cubierta externa• Cloruro de polivinilo (PVC): Es el

material más empleado como cubier-ta, pudiéndose modificar sus caracte-rísticas en función de exigencias espe-cíficas (bajas o altas temperaturas, nopropagación del incendio, resistenciaa los hidrocarburos, etc).

Uno de los requisitos básicos parael PVC de la cubierta es no contami-nar, con la migración de su plastifican-te, el aislante interno; si esto ocurre, alcabo del tiempo se pueden deteriorarlas características eléctricas del aislan-te, produciéndose un constante au-mento de la atenuación.

• Polietileno: Con una adecuadadispersión de negro de humo paramejorar su resistencia a las radiacio-nes ultravioletas.

• Materiales fluorados (Tefzel yTeflón FEP): Para empleo con altas


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temperaturas o en presencia de agen-tes químicos.

• Poliuretano: Cuando se necesitenbuenas características mecánicas.

• Coberturas especiales: Existenprotecciones y coberturas especial-mente diseñadas, que no conformanparte del estándar y son generalmenterequeridas a pedido, en función delambiente en que el cable va a aplicar-se. Entre ellas se encuentra la protec-ción antiroedor, para lo cual se aplicaun tratamiento especial al PVC de lacubierta externa, con un compuestoque repele roedores. También para estetipo de requerimientos se utiliza un blin-daje trenzado con alambres de acero,que se fabrican también a pedido y contrenzadoras especiales.

5- Armaduras• Alambres de acero: puestos bajo

la forma de trenza o espiral, para insta-laciones subterráneas.

6- Elementos autoportantesEn las instalaciones aéreas para sus-

tentar el cable se emplean construc-ciones especiales que prevén un alam-bre o cuerda de acero paralelo al ca-ble coaxil envolviendo los dos elemen-tos, conjuntamente con una cubiertade PVC o polietileno, formando un perfilen forma de "ocho".

Elección del coaxialLos cables coaxiales se eligen en

base a los siguientes parámetros, queson impuestos por el circuito al que de-berán ser conectados:• Impedancia característica (50, 75 o

93 Ohm)• Frecuencia de trabajo (de 100 kHz a

3000 MHz)

• Atenuación máxima (de 1 a varioscientos de dB/100 m.) y/o potenciamáxima (de unos pocos W hasta al-gún kW, referido a una frecuencia detrabajo).

• Capacidad (de 30 a 100 pF/m)• Máxima tensión de señal• Aunque de menor importancia, en cier-

tas aplicaciones se requiere conside-rar también la velocidad de propaga-ción y la impedancia de transferencia.Una vez definida la impedancia se

puede elegir el cable operando sobreel correspondiente gráfico de los ca-bles normalizados; con el valor de lafrecuencia de trabajo se individualizael punto de intersección correspon-diente a la atenuación o potencia. Essuficiente adoptar el valor del diáme-tro D inmediatamente superior paradefinir en forma unívoca el tipo de ca-ble adecuado.

En caso de no encontrarse un cablenormalizado se deberá recurrir a un di-seño especial.

Algunos cables típicosDe 50 Ohm: Utilizado en comunica-

ciones e intercomunicación de instru-mentación de todo tipo: Interfaces,PC´s, equipos e instrumental de labo-ratorio, etc. El más utilizado es el RG-58 estañado pero se fabrican en ungran número de variantes para cubrirlos distintos requerimientos eléctricosy mecánicos. Por ejemplo los cablesque tienen cuerda de cobre priorizanla flexibilidad y los de aislación FOAMposeen mejores performances eléctri-cas. Para radiofrecuencia, computa-ción y antenas.

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De 75 Ohm:• Aislación compacta: Para radiofrecuencia, CCTV,

CATV, señales de televisión y FM. El RG-59 es el coaxialde 75 Ohm de mayor venta en el mercado debido a susexcelentes características eléctricas y mecánicas combi-nadas con un bajo costo. Para tendidos de gran longitudse utiliza el RG-11 de mayor diámetro y por lo tanto meno-res pérdidas.

• Aislación FOAM: Los coaxiles de aislación FOAM tie-nen menor atenuación de la señal que transportan que losde aislación compacta y mejores prestaciones a frecuen-cias elevadas. Combinan bajo peso y costo con un excep-cional rendimiento eléctrico donde no se requiera gran re-sistencia mecánica. Además de la malla metálica, poseeuna pantalla de aluminio que garantiza una cobertura y blin-daje del 100%, evitando interferencia externas.

Los más utilizadosEn general, los coaxiales más utilizados para el cableado

en la industria de la seguridad electrónica y comunicacio-nes son los siguientes:• RG 59 U PP (pesado), con cobertura de malla al 90%,

75 Ohms

• RG 59 U SP (semi pesado), con cobertura de malla al67%

• RG 59 DM (doble malla), con cobertura de malla 67% +90%, 75 Ohms

• RG 59 U + Bipolar de 2 x 0.50 mm. en cobertura demalla de 90% con el bipolar integrado al coaxil para con-ducir energía en 12 o 24 voltios, 75 Ohms

• RG 58, con conductor central multifilar

• RG 58 FOAM , con conductor de cobre macizo y dieléc-trico de polietileno expandido por el método de inyeccióngaseosa, 50 Ohms.

• RG 213 FOAM, con conductor central de cobre maci-zo y dieléctrico de polietileno expandido por inyección


gaseosaLos coaxiales para televisión por cable más usuales, en

tanto, son los siguientes :• RG 59 40%; 67%; 67% Trishield; 90%; 90% Trishield,

con o sin mensajero.• RG 6: 67%; 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o

sin mensajero.• RG 11: 67%, 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o

sin mensajero.

Aplicaciones tecnológicasAlgunas de las aplicaciones entre las que se cuenta el

cable coaxial son las siguientes:• En las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e

Internet• Entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radio-

aficionados)• En las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele

usar el RG-59)• En las redes de transmisión de datos como Ethernet en

sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5• En las redes telefónicas interurbanas y en los cables sub-

marinosAntes de la utilización masiva de la fibra óptica en las

redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como sub-marinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en siste-mas de transmisión de telefonía analógica basados en lamultiplexación por división de frecuencia (FDM), donde sealcanzaban capacidades de transmisión de más de 10.000circuitos de voz.

Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados enla multiplexación por división de tiempo (TDM), se conseguíala transmisión de más de 7.000 canales de 64 kbps.

El cable utilizado para estos fines de transmisión a largadistancia necesitaba tener una estructura diferente al utili-zado en aplicaciones de redes LAN, ya que, debido a quese instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra es-fuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente apartede los aislantes correspondientes llevaba un armado exte-rior de acero.

Normas de aplicaciónLa especificación más difundida que rige la fabricación

de los cables coaxiales es la norma militar del gobierno delos Estados Unidos MIL-C-17 que, además de las caracte-rísticas dimensionales y eléctricas, define una sigla que iden-tifica a cada tipo de cable.

Todos los cables coaxiales están definidos con las letrasRG (radiofrecuencia - gobierno) seguida por un número(numeración progresiva del tipo) y de la letra U (especifica-ción universal) o A/U, B/U, etc. que indican sucesivas mo-dificaciones y sustituciones al tipo original. �

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