1. INTRODUCCION

2.1. SISTEMAS DE COMUNICACION

Teniendo en cuenta que el problema fundamental de la teleinformática es logra un computador pueda dialogar con equipos situados geográficamente distantes, uno de los elementos principales para llevar a cabo dicho dialogo es el medio físico de comunicaciones por el cual se propaga la información que se quiere transmitir.

En la figura se muestra un sistema de comunicación de datos. En él, no se abre juicio sobre si el medio de comunicaciones usara señales analógicas o digitales.

La información digital proveniente de una computadora se debe adecuar o adaptar al medio físico por el cual será transportada hasta su llegada al sistema receptor. La adecuación dependerá del tipo de señales empleadas, en correspondencia con el tipo d e diseño que se haya efectuado del canal de comunicaciones que usara el medio físico elegido.

Los principales medios físicos que actualmente están en uso en las redes de telecomunicaciones son los siguientes:

Cables de cobre. Cables coaxiales Fibras ópticas Radiocomunicaciones Satélites Microondas Guías de ondas

2.1.1 Definición y distintos tipos

Los cables de cobre han sido, y aun lo siguen siendo, el medio de comunicaciones más usado, en particular en los últimos tramos de las redes de comunicaciones. En algunos casos han sido reemplazados por cables de aluminio o acero, pero hoy en día estos han sido prácticamente descartados

En particular por los cables de cobre se entiende lo siguiente:Cables de cobre: Cables cuyos conductores están construidos con cobre electrolítico y que actúan como soporte físico en la transmisión de señales de información. Se utilizan preferentemente para la transmisión de frecuencias vocales.

Entre los usos más frecuentes de los cables de cobre en los sistemas de comunicaciones como medios físicos se pueden encontrar las siguientes variantes, a saber:

Líneas de cobre desnudo Cables coaxiales Cables de par trenzados Cables multíparas aéreos. Cables multipares subterráneos Cables de pares trenzados blindados

Cables de pares trenzados sin blindar

Medios de transmisión basados en conductores de cobre

Los distintos conductores que utilizan el cobre para la transmisión de las señales de comunicaciones presentan formas constructivas diversas, y son particularmente aptos para diversas aplicaciones. Sin embargo, los aspectos técnicos de cada uno de los tipos señalados están dados por características similares, a saber:

La conductividad del material está directamente relacionada con su atenuación por kilometro

El diámetro y la separación entre los conductores Las características del dieléctrico utilizado Capacidad mutua entre conductores La resistencia mecánica que ofrecen para su instalación La facilidad con que pueden ser manipuladas Los aspectos que hacen a sus detalles constructivos En cada caso, sus usos son marcadamente diferentes, por lo que serán estudiados en

forma separada.

2.1.2 Características generales

Las líneas de cobre desnudos han sido el primer medio de comunicaciones usados para la transmisión de señales de información. En particular, las primeras líneas telegráficas fueron construidas con esta tecnología.

A pesar de que su actualmente este relegado a zonas de muy bajo tráfico y no se efectúan instalaciones de este tipo, todavía pueden verse en zonas periféricas de la red, y en las líneas de comunicaciones que corren paralelas a las vías ferroviarias. Allí son usadas para el servicio privado de las empresas que explotan dichos servicios.

Las características de estas líneas son las siguientes:

Alto costo de mantenimiento o de ampliación de sus recorridos. Ancho de banda limitado y, en muchos casos, dependiente de factores

meteorológicos, que en ciertos casos, como la alta humedad o lluvias intensas, aumentan la atenuación.

Pueden verse afectadas por factores tales como robo de los conductores, destrucciones de los postes, o aisladores, etc.; o por las mismas inclemencias del tiempo, tales como vientos muy fuertes, nevadas, rayos, etc.

Posibilidad de capturar ruido exógeno, o generación de diafonía, por defectos constructivos.

Se pueden construir con diferentes metales. Si bien predomina el cobre, las hay también en menor medida de bronce, aluminio y de hierro galvanizado.

2.1.3. Detalles constructivos y operativos

Las líneas de cobre desnudo, o también conocida como líneas abiertas a dos hilos, están instaladas en espacios abiertos, sobre postes rectas, y están construidas de dos alambres aislados entre si y sujetos por aisladores cerámicos fijados a travesaños horizontales, a distancias del orden de los 0,5 metros. En muchos casos, los postes y los travesaños horizontales se aprovechan para instalar más de un par, y también se suelen colocar más de un travesaño horizontal.

Cuando se usa este medio de comunicaciones para la transmisión de canales telefónicos, las recomendaciones G.311 Y G.312 de la UIT-T establecen la forma de multiplexar, por los dos hilos, 3 y 12 canales, respectivamente, de un ancho de banda comprendido entre los 300 a 3400 Hz. La atenuación de estas líneas pueden variar entre las estaciones de verano e invierno hasta en un +- 15% según el grado de humedad ambiente y el estado de los aisladores y los postes.

2.2 Cables de par trenzados

2.2.1 Características

El cable de par trenzado es uno de los más comunes y económicos de los que se utilizan como medio de interconexión en una red de telecomunicaciones.

Este tipo de cable consiste de dos conductores, aisladores entre sí y con el exterior, y trenzados de modo que cada uno de esté expuesto a la misma cantidad de ruido inductivo proveniente del exterior.

El ruido se incorpora aditivamente a la señal útil que se está transmitiendo y, al estar el par trenzado, la interferencia será captada por ambos cables por lo que su efecto conjunto se reduce sin eliminarse por completo.

Las principales características que presenta en este tipo de medio de comunicaciones son las siguientes:

Escasa inmunidad frente las interferencias producidas por campos electromagnéticos externos y frente al ruido impulsivo.

Bajo costo y por lo tanto amplio uso en distintas partes de la red. Posible presencia de diafonía Ancho de banda máximo reducido La resistencia eléctrica del disminuye cuando mayor es el diámetro del conductor

Los principales factores que limitan su uso son: el denominado efecto pelicular, cuya incidencia es más notoria cuando mayor es la velocidad binaria de la señal transmitida. Este efecto también se convierte en un factor importante cuando es alto el valor de capacitancia mutua entre sus conductores.

Por todo lo antes señalado, es necesario el trenzado de estos cables y, en algunos casos, también el blindaje de los mismos.

Desde el punto de vista de los parámetros físicos de la red, este tipo de medio presenta una fuerte impedancia capacitiva. Dicha capacidad está determinada principalmente por el

diámetro de los conductores. Para la transmisión de señales en banda base a velocidades elevadas es conveniente utilizar conductores de diámetros mayores; que no son necesarios para la transmisión de señales telefónicas de voz.

2.2.2 Detalles constructivos y operativos

2.2.2.1 Estructura general

Su estructura es la de uno o varios conductores aislados, trenzados de a pares en espiral, y protegidos por una cubierta de polietileno o policlonuro de vinilo u otro material aislante.

En algunos casos, para evitar la interferencia externa, los pares trenzados se construyen blindados, es decir, recubiertos por una capa metálica entre los aislamientos. Aunque esto aumenta su costo, también aumenta su rendimiento y permite la transmisión digital de datos a grandes velocidades a una distancia de unos centenares de metros, sin repetidores regenerativos.

La imagen muestra un cable de par trenzado y uno denominado doble o a cuatro hilos, donde generalmente los otros dos hilos son de reserva. Estos cables están normalizados por la American Wire Gauge (AWG), en valores enteros denominados calibres y tienen su correlación en mm o en pulgadas.

En la imagen se indica la relación entre algunos calibres más importantes y su diámetro en milímetros.

En cuanto a sus aplicaciones, se utilizan especialmente en las redes internas con las centrales telefónicas privadas, y para el circuito terminal de llegada a los usuarios. En las redes telefónicas públicas se denominan pares de abonado o también bucle de abonado. Los valores empleados normalmente para estas funciones son los correspondientes a los calibres 22 y 24; especialmente este último.

Pueden trasmitir tanto señales analógicas como digitales. En el primer caso, se necesitara utilizar amplificadores cada 10 o 20 km, dependiendo del estado de la línea. En el segundo caso, se requerirán repetidores regenerativos cada 2 a 4 km, dependiendo de la velocidad de transmisión binaria que se haya elegido para dicho canal.

2.2.2.3 Detalles constructivos de los conductores

Los conductores son en general de alambre de cobre electrolítico recocido y de sección circular. Tienen una resistencia máxima normalizada de 0,017241 ohm xmm2/m, a 20ºC de temperatura.

2.2.3 Cables trenzados para voz y datos utilizados en cableados estructurados

2.2.3.1 Aspectos generales del cableado estructurados

La necesidad de establecer redes mixtas que suministren en forma simultanea voz, datos y energía eléctrica hasta cada uno de los puestos de trabajo ha dado lugar al tendido de redes denominadas de cableado estructurado. Estas redes, convenientemente equipadas con la electrónica adecuada, han permitido que las construcciones así instaladas reciban el nombre de edificios inteligentes.

En el año 1991, dos asociaciones empresariales, la Electronics Industries Association (EIA), y la Telecommunications insdustries assotciation (TIA), que agrupan a las insdustrias de electrónica y telecomunicaciones de los Estados Unidos dieron a conocer, en forma conjunta, una norma denominada Commercial building Telecommunications Cabling Standard EIA/TIA 568. Esta norma establece las pautas a seguir en la ejecución del denominado cableado estructurado y los distintos tipos de calbes de par trenzados que se deben utilizar estas instalaciones.

Las asociaciones antes citadas garantizan que los sistemas que se ejecuten de acuerdo con estas norma soportaran todas las aplicaciones de telecomunicaciones presentes y futuras durante un periodo de tiempo de al menos diez años.

2.3.3.2 Características del cable UTP

Los cables denominados comúnmente UTP se clasifican en cinco categorías, usando la denominación numérica del 1 al 5.

Dentro de cada categoría existe una clase especial de cables, que tienen características de calidad diferentes en cuanto a su aislamiento exterior. Estos cables se conocen con el nombre de plenum y están construidos para en caso de fuego produzcan una llama pequeña y con mínimo humo.

Las características de cada categoría son las siguientes:

UTP-CATEGORIA 1:

Este cable se utiliza exclusivamente en telefonía analógica y no es apto para la transmisión de datos. Esta compuestos por un solo par de cables de cobre de cobre trenzados.

UTP-CATEGORIA 2

Este cable se utiliza en telefonía analógica y digital; acepta velocidades binarias de hasta 4 Mbps. Está compuesto por cuatro pares de cables de cobre trenzados

UTP- CATEGORIA 3

Este cable se utiliza para voz y datos; acepta hasta 10Mbps de velocidad binaria. Permite la instalación de Redes de área local con tecnologías Toquen Ring de 4 Mbps o Ethernet. Esta compuesto por cuatro pares de calbes de cobre trenzados, con una trezna de diez centímetros. A 10Mbps, posee una atenuación de 13,1 db cada 100m

UTP CATEGORIA 5

Este cable es utilizado para voz y datos; acepta hasta 100 Mbps de velocidad binaria. Permite la instalación de Redes de área local con tecnologías tokem ring o Ethernet. Está compuesto por cuatro pares de cables de cobre trenzados, con una trenza por cada centímetro. Cada 100m, posee una atenuación de 8,2 dB a 16Mbps y de 22,0 dB a 100Mbps

En la actualidad se recomienda usar solamente el cable UTP- Categoría 5 en razón de que la diferencia de precios es mínima y las redes de área local a 100 Mbps se han convertido ya en el nuevo estándar en redes locales.

2.3 Cables de cobre multipares

2.3.1 definición y uso

Se entiende por cables de cobre multipares lo siguiente:

Soporte físicos compuestos por un número variable de pares trenzados que permiten propagar señales de información y se utilizan preferentemente para la transmisión de frecuencias vocales.

2.3.2 Distintos tipos

Los cables de cobre multipares se construyen básicamente para ser instalados en forma subterránea, aérea o mediantes ductos. Si bien las finalidades que cumplen son idénticas, los detalles constructivos de cada tipode cable son diferentes, lo que justifica su estudio en forma separada.

2.3.3 cables multipares subterráneos

2.3.3.1 Definicion y uso

Se entiende por calbes multipares subterraneo lo siguiente:

Cables de cobre multipares que están especialmente diseñados y construidos para ser instalados en forma subterránea, para lo cual cuentan con todos los elementos aislantes que permiten su normal funcionamiento.

Estos calbes contienen desde 6 pares hasta un número variable del orden de los miles de pares que depende de las noramas de construcción que se utilicen.

En redes telefónicas urbanas es muy frecuente el uso de cables telefónicos multipares subterráneos cuya fabricación se basa en los cables de cobre trenzados. Se emplean en todas las redes telefónicas urbanas que están actualmente en uso; en particula, para llegar desde las centrales telefónicas urbanas hasta el abonado mediante los cables multipares que están formados por lo que se denominan pares de abonados.

También han permitido, en el pasado, conectar centrales telefónicas urbanas entre si, o conectarlas con centrales de transito.

Sin embargo, debe descartarse que actualmente se prefieren otras tecnologías para este tipo de enlace, como las redes de fibra óptica o los radioenlaces con microondas, que no se analizaran en este trabajo monográfico.

2.3.3.2 detalles constructivos

AISLAMIENTO

Cada conductor se encuentra revestido por una capa aislante solida de polietileno de color uniforme y opaco. Los colores del aislamiento se hallan especificado de acuerdo con el numero de par, que a su vez esta dado, según se puede observar en el ejemplo de la figura 7.6 y 7.7 por la ubicación de los conductores dentro del cable.

Debajo del aislamiento solido coloreado se halla otra capa compuesta por polietileno de densidad media o alta, que contiene en su composición una sustancia antioxidante adecuada. También suele emplearse para este aislamiento un copolimero de propileno/etileno cristalino.

El aislamiento total del conductor, formado por la capa celular y solida, debe tener un espesor uniforme tal que el diámetro exterior del conductor aislado no sobrepase los valores que se indican en la figura 7.8 para cada calibre de conductor.

FORMACION DE LOS PARES DE CONDUCTORES

Loa conductores, una vez aislados se trenzan de apares y de acuerdo con el color de aislamiento de cada uno de ellos. En el cable de la figura 7.6, compuesto por seis pares, se encuentran trenzados un conductor blanco y otro azul, para conformar el par N1, uno blanco y otro anaranjado forman el par N2, y asi sucesivamente.

CABLEADO

Luego de constituidos los pares, se agrupan se agrupan para conformar el cable, según el esquema de la figura 7.9

Los cables tefefonicos normalizados pueden ser armados con 6, 10, 18, 20, 100, 150, 200, 150, 200, 300, 400, 600, 900, 1200, 1500, 1800 ó 2200 pares. En las figuras 7.10 a 7.12 se pueden ver como se construye un cable hasta llegar a un capacidad final de 2200 pares.

En al figura 7.12 se muestra el esquema de un cable de 2200 pares que esta constituido por 22 superunidades de 4 grupos cada una. Asimismo , cada grupo estará formado or dos subgrupos de 12 y 13 pares, respectivamente, tal como se indica en la figura 7.10. cuatro grupos de 25 pares cada uno conformaran un asuperunidad de 100 pares, según se puede observar en la figura 7.11. A su vez, 22 superunidades de 100 pares cada una constituirán el cable de 2200 pares.

PARES DE RESERVA

Para el reemplazo de eventuales pares defectuosos, se colocan pares de reserva en cables que tengan 100 o mas pares. Se situan en la parte mas externa del cable y su numero no puede ser mayor al 1% de la cantidad total de pares del cable.

ENVOLTURA Y CUBIERTA EXTERIOR

El nucleo del cable, conformado por los pares trenzados y cableados o por grupos, subgrupos o superunidades cableadas, se recubre totalmente con una cinta de material dieléctrico no higroscópico resistente a la humedad y aplicado en forma helicoidal o longitudinal. Este recubrimento proporciona una adecuada protección contra el calor a efectos de evitar deformaciones en el aislamiento de los conductores.

Una vez ajustado el nucleo del cable y recubierto con la cinta arriba descrita , se le aplica una cubierta protectora de polietileno o copolimero de etileno con blindaje de polietileno/aluminio/polietileno laminado. El cierre de las puntas del cable se efectúan con capuchones colocados en ambos extremos. Los capuchones dispuestos en el extremo interno de la bobina están provistos con válvulas tipo cámara de automóvil que incluyen su correspondiente ovulo y tapon roscado. Otro tipo de capuchón que se utiliza actualmente es el de plástico termocontractil con adhesivo en superficie interior

PRESURIZACION DE LOS CABLES

La presurización consiste en suministrar a los cables una presión interior de gas seco con el objetivo de eliminar la humedad interna de los cables.

Los cables menores de 50 pares no se presurizan. El gas utilizado puede ser: aire. Nitrógeno o bióxido de carbono.

La presurización de logra mediante la instalación de equipos presurizadores, ubicados en lugares estratégicos dentro de la red. Actualmente, este