Corrientes Debiles

I. COMPONENTES Y DESCRIPCIÓN DE

LAS CORRIENTES DÉBILES

Objetivo:

Describir las características constructivas y de operación de las instalaciones de corrientes débiles.

Introducción

Las nuevas tecnologías han cambiado

la vida de las empresas, revolucionando la

transmisión de datos. Teléfonos, fax,

terminales, ordenadores, . . , nos permiten

acceder hoy en día a la voz, datos e

imágenes, con una calidad de recepción y

una rapidez asombrosas.

Introducción

Sin embargo hoy en día las oficinas

están en constante cambio y se requiere

que las conexiones de los teléfonos y

ordenadores (corrientes débiles) y sus

correspondientes alimentaciones

(corrientes fuertes) estén disponibles para

cualquier usuario, en cualquier momento.

Antecedentes

En los primeros años de la década de los 80’s,

los edificios eran diseñados tomando en cuenta

muy pocas consideraciones relacionadas con los

servicios de comunicaciones que operarían en

los mismos.

– Las compañías de teléfonos instalaban el cable

en el momento de la construcción.

– Los sistemas de transmisión de datos se instalan

después de la ocupación del edificio.

Antecedentes

• A inicios de los 80´s apareció la tecnología Ethernet. Se utiliza

cable coaxial de 50Ω. RG – 58. Se impulsó la fabricación de NIC’s

con jack modular RJ-45. Aparece el cable UTP categoría 3.

• A mediados de los 80’s: IBM desarrolla la tecnología Token Ring.

Se especifica como medio de transmisión un cable blindado

trenzado por pares STP de 2 pares y 150Ω. Como alternativa al

STP, se introdujo el UTP Cat. 3 para aplicaciones de 4 y 16 Mbps.

Antecedentes

Luego apareció la necesidad de uniformizar los

sistemas a través de los estándares que permitan la

compatibilidad entre productos ofrecidos por

diferentes fabricantes.

• En 1985 se organizan comités técnicos para

desarrollar estándares para cableado de

telecomunicaciones, cuyo trabajo final se

presentó el 9 de julio de 1991.

¿Qué es instalación de

corriente Débil?

Instalaciones correspondientes a TV cable, telefonía y sistemas de seguridad, como circuitos cerrados de televisión, alarmas, etc.

“Son instalaciones de diferentes sistemas de control, comunicación y manejo de la información, sean estos de voz, datos, video, así como equipos de conmutación y otros sistemas de administración y seguridad caracterizados por corrientes y tensiones bajas”.


corriente Débil?

Las instalaciones de Corrientes Débiles son consideradas instalaciones de baja Tensión y según Reglamentación, se considera instalación de baja tensión eléctrica aquella que distribuya o genere energía eléctrica para consumo propio y a las receptoras en los siguientes límites de tensiones nominales:

• Corriente alterna: igual o inferior a 1000 voltios.

• Corriente continua: igual o inferior a 1500 voltios.


corriente Débil?

Aquellas instalaciones de una

infraestructura usadas para

alimentar cargas (enchufes e

iluminación), son conocidas

como Tomas de Corrientes

Fuertes (230 V~

generalmente) y aquellas

instalaciones de voz (teléfono),

datos (PC) e imágenes

(Videoconferencia o video

vigilancia), es conocida como

Instalación de Corriente

Débil, siendo ambas de baja

tensión.

Clasificación de las tensiones

No obstante, las instalaciones eléctricas de baja

tensión se clasifican, según las tensiones nominales que

se les asignen, en la forma siguiente:

Instalación de corriente débil

Dentro de las instalaciones de corrientes débiles es posible encontrar:

• Detectores de flama.

• Alarmas antirrobo.

• Detectores de humo.

• Detectores de movimiento.

• TV cable.

• Videocámaras de vigilancia. CCTV.

• Computación.

• Teléfonos.

• Citófonos.

• Música ambiental.

• Fibra óptica.

• Sistema de comunicación mediante altavoces.

Organismos y Normas

• TIA: Telecommunications Industry Association.

Fundada en 1985 después del rompimiento del

monopolio de AT&T. Desarrolla normas de cableado

industrial voluntario para muchos productos de las

telecomunicaciones y tiene más de 70 normas

preestablecidas.

Organismos y Normas

• ISO: International Standards Organization.

Organización no gubernamental creada en 1947 a

nivel Mundial, de cuerpos de normas nacionales, con

más de 140 países.

• IEEE: Instituto de Ingenieros Eléctricos y de

Electrónica.

Principalmente responsable por las especificaciones

de redes de área local como 802.3 Ethernet,802.5

Token Ring, ATM y las normas de Gigabit Ethernet

Organismos y Normas

• ANSI: American National Standards Institute.

Organización Privada sin fines de lucro fundada en 1918, la cual administra y coordina el sistema de estandarización voluntaria del sector privado de los Estados Unidos.

• EIA: Electronics Industry Association.

Fundada en 1924. Desarrolla normas y publicaciones sobre las principales áreas técnicas:

los componentes electrónicos, electrónica del consumidor, información electrónica, y telecomunicaciones.

Estándares y Documentos

de Referencia

• ANSI/TIA/EIA-568-B

Cableado de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales. (Cómo instalar el Cableado)

• TIA/EIA 568-B1

Requerimientos generales

• TIA/EIA 568-B2

Componentes de cableado mediante par trenzado balanceado

• TIA/EIA 568-B3

Componentes de cableado Fibra óptica

• ANSI/TIA/EIA-569-A

Normas de Recorridos y Espacios de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales (Cómo enrutar el cableado)

Estándares y Documentos

de Referencia


Normas de Infraestructura Residencial de Telecomunicaciones


Normas de Administración de Infraestructura de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales

• ANSI/TIA/EIA-607

Requerimientos para instalaciones de sistemas de puesta a

tierra de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales.

• ANSI/TIA/EIA-758

Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta Externa de Telecomunicaciones.

Cables para Corrientes

Débiles

Los otros medios de transmisión físicos son los

cables, que pueden ser de cobre o de vidrio (o plástico) en el caso de la fibra óptica y se utilizan para transmitir señales de voz, datos o imágenes (V.D.I.). Son la base del cableado estructurado y por ello merecen un estudio más detallado.


Débiles

Veamos los factores que caracterizan a un buen cable:

• Una baja atenuación de la señal: Es la relación entre la señal

recibida y la enviada y se mide en dB/km.


Débiles

• Una baja atenuación paradiafónica:

Corresponde a la perturbación generada por un par con respecto al otro y se mide en dB.

(El ruido puede hacer ininteligible la señal).


Débiles

• La capacidad de transmisión, que se corresponde con la

cantidad de información transmitida por segundo y se

mide en Mbps.

• Para hacernos una idea, una instalación categoría 5,

permite transmisiones a 100 Mbps, es decir, toda la

información contenida en una enciclopedia de 4000

páginas tardaría un segundo en pasar de la memoria de

un ordenador a la de otro.


Débiles

Los cables para la transmisión de datos se dividen

en cuatro grandes grupos:

• Cable multiconductor (o paralelo)

• Cable coaxial

• Cable de pares trenzados (el más utilizado)

• Cable de fibra óptica (el más caro)


Débiles

• Cable paralelo:

La primera red de corrientes débiles fue sin lugar a dudas la red telefónica, utilizando para ello el cable paralelo, por ello no es extraño que este tipo de cable fuese también el primero que se utilizó en las redes de área local. Consiste en varios conductores aislados cableados conjuntamente y protegidos por una vaina aislante exterior.


Débiles

• Cable paralelo:

Hoy en día no se utiliza por dos motivos: el primero

es que este tipo de cables producen muchas

perturbaciones y errores debido a la alta atenuación

paradiafónica y, por otro lado, sólo admite datos con

muy baja capacidad de transmisión (20 Kbits/s).


Débiles

• Cable coaxial:

El término "coaxial" quiere decir "eje común" ya que esta formado por un hilo conductor central de cobre rígido y otro exterior con forma de trenza metálica que hace la función de tierra y que aísla de interferencias al conductor central, separados ambos por un material dieléctrico (polietileno) y todo ello encerrado en una vaina exterior aislante (PVC), que opcionalmente puede estar blindada.


Débiles

• Cable coaxial:

Ha sido el más utilizado en las redes de área local tipo Bus, debido a su alto grado de inmunidad electromagnética, lo que le ha hecho especialmente importante en fábricas donde la maquinaria produce perturbaciones.


Débiles

Cable coaxial:

Además permite transmitir a altas frecuencias

(velocidad) y tiene una gran capacidad de transmisión

(ancho de banda comprendido entre 80 MHz y 400

MHz), por lo que admite un elevado número de canales

de información (10.000 emisiones de voz), por lo que se

seguirá utilizado para redes de T.V. por cable. Permite

también alcanzar mayores distancias que otros cables

(150 a 300 m).


Débiles

Cable coaxial:

Popularizado por la red Ethernet fino (RG 58, 50Ω) y por el sistema 3270 de IBM (RG 62, 93Ω), su dificultad de puesta en obra (baja flexibilidad, difícil de doblar) y su elevado precio han hecho que hoy en día se prefiera utilizar el cable de pares trenzados. Una variación del cable coaxial sería el Twinaxial, con dos conductores centrales (o almas) envueltos cada uno en un aislante y con una malla exterior (o pantalla.).


Débiles

• Cables de pares trenzados:

En sus distintos tipos, es el cable más utilizado hoy en día en

el precableado; en las redes de áreas locales de topología en

estrella (con concentrador Hub o Switch) y en la telefonía (cableado

estructurado y RDSI).


Débiles


Se trata de pares de hilos conductores de cobre, protegidos por un aislante y trenzados entre sí para disminuir las interferencias y evitar el efecto antena. Uno de los hilos sirve para la transmisión y el otro para la recepción.


Débiles


El cable trenzado más usado es el “twisteado” (cada par está trenzado por separado) y dentro de este tipo, el de 4 pares trenzados “twisteados”, que es el que permite aplicaciones VDI. En él, un par sirve para transmitir y recibir la voz, otro par es para los datos y los dos pares restantes son para transmitir y recibir imágenes.


Débiles


Por el tipo de aislamiento los cables de pares trenzados pueden ser:

• UTP (100 Ω): Cable “Twisteado” no blindado (Unshielded Twisted Pair)

• FTP (120 Ω): Cable “Twisteado apantallado (Foiled Twisted Pair)

• STP (150 Ω): Cable “Twisteado” blindado (Shielded Twisted Pair)

• SFTP : Cable "Twisteado" apantallado y blindado (Shielded Foiled Twisted Pair)


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UTP (100 Ω): Cable “Twisteado” no blindado (Unshielded Twisted

Pair)


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FTP (120 Ω): Cable “Twisteado apantallado (Foiled Twisted Pair)


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• STP (150 Ω): Cable “Twisteado” blindado (Shielded Twisted Pair)


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SFTP : Cable "Twisteado" apantallado y blindado (Shielded Foiled

Twisted Pair)


Débiles


La ventaja de este tipo de cables está en el hecho

de que es muy fácil y rápido de instalar y de muy bajo

coste, por lo que se está incrementando su utilización en

las redes de área local con topología en estrella, sin

embargo es muy sensible a las perturbaciones

electromagnéticas, por lo que hay que tener unas

determinadas precauciones en su instalación.


Débiles

• Fibra óptica:

En este tipo de medio, la información se transmite en forma de impulsos de luz a través de una fibra de vidrio o de plástico flexible muy delgada (como un cabello), pudiendo portar miles de veces más información que los hilos de cobre convencionales.


Débiles

• Fibra óptica:

Los diodos (infrarrojos o láser), emiten impulsos de luz que se

propagan a través de la fibra por un proceso de reflexión interna.

Una fibra consiste en dos capas de refracción diferente (núcleo y

recubrimiento), encerradas en una envoltura protectora de Kevlar y

todo ello recubierto por PVC o teflón.


Débiles

• Fibra óptica:

Entre las ventajas de la fibra óptica está el hecho de

que no le afecta las inducciones eléctricas (es inmune a

ellas), que admite grandes velocidades (gran anchura de

banda: De 35 MHz a 2 GHz; miles de llamadas

telefónicas a través de una única fibra) y que la

atenuación es bajísima (prácticamente no tiene

pérdidas), por lo que es ideal para grandes distancias

(uniones entre edificios, cable submarino y redes de

distribución de T.V. por cable).

Componentes : La telefonía

El cableado telefónico es instalado en el interior de los edificios por las compañías de teléfonos desde hace más de un siglo, el 10 de marzo de 1876 por Alexander Grahan Bell, y a finales de ese mismo año ya eran posibles conversaciones telefónicas entre Nueva York y Boston, al principio se trataba de hilos desnudos de hierro, bronce o cobre y al final acabó siendo el clásico cable paralelo aislado.


El término teléfono se refiere al Conjunto de aparatos e hilos conductores con los cuales es posible transmitir a distancia la palabra y toda clase de sonidos, por la acción de la electricidad. En la actualidad, los avances en el campo de la telefonía permiten establecer conexiones con determinados dispositivos capaces de cifrar y traducir otro tipo de mensajes complejos, utilizando las líneas telefónicas.


Durante mucho tiempo Alexander Graham Bell fue considerado el inventor del teléfono, junto con Elisha Gray. Sin embargo Bell no fue el inventor de este aparato, sino solamente el primero en patentarlo. Esto ocurrió en 1876. El 11 de junio de 2002 el Congreso de Estados Unidos aprobó la resolución 269, por la que se reconocía que el inventor del teléfono había sido Antonio Meucci, que lo llamó teletrófono, y no Alexander Graham Bell.


• Cable paralelo:

La primera red de corrientes débiles fue sin lugar a dudas la red telefónica, utilizando para ello el cable paralelo, por ello no es extraño que este tipo de cable fuese también el primero que se utilizó en las redes de área local. Consiste en varios conductores aislados cableados conjuntamente y protegidos por una vaina aislante exterior.

Evolución del teléfono y su utilización

• Desde su concepción original se han ido introduciendo mejoras sucesivas, tanto en el propio aparato telefónico como en los métodos y sistemas de explotación de la red.

• En lo que se refiere al propio aparato telefónico, se pueden señalar varias cosas:


1. La introducción del micrófono de carbón,

que aumentaba de forma considerable la

potencia emitida, y por tanto el alcance

máximo de la comunicación.

MICRÓFONO DE CARBON.

1. -Diafragma.

2. -Conjunto de carbón granular.

3. -Batería.

4. -Transformador.

La presión sobre el diafragma cambia

la resistencia del carbón al que se le ha

aplicado un voltaje de polarización. Era el

antiguo micrófono de los teléfonos.


2. La marcación por pulsos mediante el denominado disco de marcar.

La marcación decádica por pulsos consiste en el envío por el teléfono de la información numérica, en forma de pulsos, a la central telefónica automática para que esta le conecte con el teléfono deseado.

Los pulsos los genera el teléfono mediante un dispositivo mecánico denominado disco de marcar, el cual consiste en un disco giratorio provisto de diez agujeros, de aquí lo de decádica, numerados del 0 al 9.

http://camyna.com/wp-content/uploads/2008/07/screenshot08142.jpg


3. La marcación por tonos multifrecuencia.

En telefonía, el sistema de marcación por tonos, también llamado sistema multifrecuencial o DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency), consiste en lo siguiente: Cuando el usuario pulsa en el teclado de su teléfono la tecla correspondiente al dígito que quiere marcar, se envían dos tonos, de distinta frecuencia: uno por columna y otro por fila en la que esté la tecla, que la central descodifica a través de filtros especiales, detectando instantáneamente que dígito se marcó.


4. La introducción del micrófono de electret, micrófono de condensador, prácticamente usado en todos los aparatos modernos, que mejora de forma considerable la calidad del sonido. Utiliza un electrodo (fluoro carbonato o policarbonato de flúor) de plástico que al estar polarizado no necesita alimentación. Que las placas estén polarizadas significa que están cargadas a perpetuidad desde el mismo momento de su fabricación.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Electret_condenser_microphone_capsules.jpg

Funcionamiento del Teléfono

Un teléfono está formado por

dos circuitos que funcionan juntos:

el circuito de conversación, que es

la parte analógica, y el circuito de

marcación, que se encarga de la

marcación y llamada. Tanto las

señales de voz como las de

marcación y llamada

(señalización), así como la

alimentación, comparten el mismo

par de hilos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Telefonodefichas.jpg


La impedancia característica de la línea es 600Ω. Lo más llamativo es que las señales procedentes del teléfono hacia la central y las que se dirigen a él desde ella viajan por esa misma línea de sólo 2 hilos. Para poder combinar en una misma línea dos señales (ondas electromagnéticas) que viajen en sentidos opuestos y para luego poder separarlas se utiliza un dispositivo llamado transformador híbrido o bobina híbrida, que no es más que un acoplador de potencia (duplexor).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/Tlf_1.png


El circuito de conversación consiste de cuatro componentes principales: la bobina híbrida, el auricular, el micrófono de carbón y una impedancia de 600Ω para equilibrar la híbrida. Estos componentes se conectan según el circuito de la figura 1. La señal que se origina en el micrófono se reparte a partes iguales entre L1 y L2. La primera va a la línea y la segunda se pierde en la carga, pero L1 y L2 inducen corrientes iguales y de sentido contrario en L3, que se cancelan entre sí, evitando que la señal del micrófono alcance el auricular.



La señal que viene por la línea recorre L1, que induce una

corriente igual en L2, de modo que por el micrófono no circula

señal. Sin embargo, tanto L1 como L2 inducen en L3 la corriente

que se lleva al auricular.



El circuito de conversación real es algo más complejo: añade

un varistor a la entrada, para mantener la polarización del micrófono

a un nivel constante, independientemente de lo lejos que esté la

central local, y conecta el auricular a la impedancia de carga, para

que el usuario tenga una pequeña realimentación y pueda oír lo que

dice. Sin ella, tendería a elevar mucho la voz.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tlf_3.PNG


Finalmente, el circuito de marcación mecánico, formado por el

disco, que, cuando retrocede, acciona un interruptor el número de

veces que corresponde al dígito. El cero tiene 10 pulsos. El timbre

va conectado a la línea a través del "gancho", que es un

conmutador que se acciona al descolgar. Una tensión alterna de 75

V en la línea hace sonar el timbre.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tlf_5.PNG


Como la línea alimenta el micrófono a 48 V, esta tensión se

puede utilizar para alimentar, también, circuitos electrónicos. Uno de

ellos es el marcador por tonos. Tiene lugar mediante un teclado que

contiene los dígitos y alguna tecla más (* y #), cuya pulsación

produce el envío de dos tonos simultáneos para cada pulsación. La

frecuencia de estos tonos varía entre la europa (CCITT - UIT-T) y la

de EEUU.


El timbre electromecánico, que se basa en un electroimán que

acciona un badajo que golpea la campana a la frecuencia de la

corriente de llamada (20 Hz), se ha visto sustituido por generadores

de llamada electrónicos, que, igual que el timbre electromecánico,

funcionan con la tensión de llamada (75 V de corriente alterna).

Suelen incorporar un oscilador de periodo en torno a 0,5 s, que

conmuta la salida entre dos tonos producidos por otro oscilador.

El circuito va conectado a un pequeño altavoz piezoeléctrico.

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