Cableado
Características generales Introducción En la actualidad hemos sido testigos de los cambios y avances que la tecnología ha tenido en materia de comunicación satelital, estos cambios se están observando, tanto en la programación de los sistemas como en la implementación física de los equipos de recepción y dispositivos de conexión que se pueden utilizar. Esto origina la necesidad de diseñar líneas de transmisión capaces de conducir la señal (ondas electromagnéticas) de un lugar a otro. Una línea de transmisión puede ser corta, es decir, de tan sólo algunos centímetros o extenderse por varios metros. Las líneas de transmisión se pueden utilizar para propagar señales eléctricas con una determinada frecuencia, como la energía eléctrica y las señales de audio y video; también se utilizan para propagar señales de radiofrecuencias. El comportamiento de las líneas de transmisión es sencillo y predecible, sin embargo, al propagar señales de alta frecuencia, las características de una línea de transmisión se vuelven más complicadas y su comportamiento es más peculiar en los circuitos y sistemas de comunicación. La propagación de energía a lo largo de una línea de transmisión ocurre en forma de ondas electromagnéticas, que se propagan principalmente en el conductor principal. Las ondas electromagnéticas presentan tres características principales que se consideran para la selección de la línea de transmisión adecuada: 1. La velocidad: las ondas viajan a distintas velocidades, dependiendo del tipo de onda y de las características del medio de propagación 2. La frecuencia: las oscilaciones de una onda electromagnética son periódicas y repetitivas, por lo tanto, se caracterizan por la frecuencia. La proporción en la que la onda periódica se repite es su frecuencia. 3. La longitud de onda: es la distancia cubierta por una onda en un ciclo (su símbolo es la letra griega lambda, λ).
Tipos de cable Se pueden usar varios medios físicos (cables conductores) para la transmisión y recepción de una señal; cada uno con características propias en términos de ancho de banda, retardo, facilidad de instalación y costo.
Cable par trenzado Como su nombre lo indica, es un conjunto de uno o varios pares de alambres de cobre trenzados con aislamiento individual de PVC.
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Este tipo de cable se utiliza en sistemas telefónicos, donde elimina cierto tipo de ruido e interferencia, actualmente se emplea también en las redes de computadoras.
Cable coaxial El cable coaxial está formado por un conductor central aislado con una manga de aluminio, rodeado por un blindaje de malla de aluminio. En frecuencias de operación relativamente altas, el blindaje proporciona una excelente protección contra las interferencias externas; sin embargo, a frecuencias de operación bajas, el uso de la protección no es costeable. El blindaje del cable coaxial está unido a tierra para proteger la trayectoria de la transmisión del ruido eléctrico.
Características del cable coaxial Corte transversal del cable coaxial
Cable coaxial rígido tipo RG-6
Las características del cable coaxial se determinan con base en sus propiedades eléctricas como son: la conductancia del cable, la constante dieléctrica en el aislante, así como por las propiedades físicas, tales como: el diámetro del cable, la impedancia característica y la constante de propagación. Además presenta las siguientes características:
Conductor central Aislante de PVC
• El cable coaxial tiene sólo un conductor central, rodeado por un aislante de PVC, que a su vez está protegido por una manga de aluminio y un blindaje (funda de malla de aluminio).
Manga de aluminio
• El conductor central, la manga de aluminio y el blindaje comparten el mismo eje geométrico y, por tanto, son coaxiales entre sí.
Blindaje
• El cable coaxial se clasifica no sólo por su calibre, sino también por su impedancia (medida en ohms), se utiliza cable coaxial de diferente impedancia para varios fines.
Manga aislante exterior
• El cable coaxial usado en el sistema de recepción de la Red Edusat es de 75 ohms (Ω) de impedancia.
Propiedades constantes • Aunque no está libre de ruido, puede operar en entornos eléctricamente ruidosos.
El cable coaxial maneja altas frecuencias y reduce las pérdidas en la transmisión de señal, además aísla la trayectoria de transmisión
• Posee una alta inmunidad a interferencias. • Cubre una mayor distancia para la transmisión de la señal.
Tipo de cable coaxial utilizado en la Red Edusat El tipo de cable coaxial se determina por el calibre de todos los elementos que lo conforman, tales son los casos del coaxial RG-6 y RG-59, los cuales se utilizan en la Red Edusat.
Conector tipo “F” macho para RG-6
Conector tipo “F” macho para RG-59
El cable coaxial RG-6 soporta mayores distancias y se recomienda su uso en exteriores dada su alta resistencia a las inclemencias climatológicas. El cable coaxial RG-59 se emplea generalmente para la distribución de señales en interiores con poca distancia entre los puntos a conectar.
Cable coaxial RG-6
El cable con conectores tipo RCA resulta una alternativa para conectar al decodificador con el primer televisor. El cable también cuenta con un código de colores establecido para conectarse de forma independiente: video (amarillo), audio derecho, R (rojo) e izquierdo, L (blanco).
Pérdidas de señal
Cable coaxial RG-59
En los sistemas de recepción de la Red Edusat utilizamos cable coaxial calibres RG-59 y RG-6
Las líneas de transmisión frecuentemente se consideran sin pérdidas; sin embargo, hay varias formas en que la potencia de transmisión se pierde, entre éstas están: la pérdida a través del conductor, pérdida por radiación, pérdida por calentamiento del dieléctrico y pérdida por acoplamiento.
Pérdidas del conductor Cuando una corriente fluye a través de un cable que tiene una resistencia finita, se produce una pérdida de potencia inherente e inevitable debido a que la resistencia aumenta a lo largo del cable, la pérdida del conductor es directamente proporcional a la longitud de la línea; en el cable coaxial RG-6 esta pérdida es menor a la que se presenta en el cable coaxial RG-59. Además la pérdida del conductor depende de la frecuencia que maneje dicho conductor.
Pérdida por radiación Si la separación entre los conductores en varias líneas de transmisión es una fracción apreciable de una longitud de onda, los campos electrostáticos y electromagnéticos que rodean al conductor hacen que la línea actúe como antena y que transfiera energía a cualquier material conductor cercano. La cantidad de energía difundida depende del material dieléctrico, los espacios del conductor y la longitud de la línea. Las pérdidas por radiación se reducen si protegemos adecuadamente el cable; por lo tanto, los cables coaxiales tienen menos pérdidas por radiación que las líneas de dos cables paralelos.
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Pérdida por calentamiento del dieléctrico Una diferencia de potencial entre dos conductores de una línea de transmisión causa la pérdida por calentamiento del dieléctrico. El calor es una forma de energía y tiene que tomarse de la energía que se propaga a lo largo de la línea. Para líneas dieléctricas de aire, la pérdida de calor es despreciable; sin embargo, para líneas sólidas se incrementa la pérdida por calentamiento del dieléctrico con la frecuencia.
Pérdida por acoplamiento La pérdida por acoplamiento ocurre cada vez que se hace una conexión de una línea de transmisión, o cuando las líneas de transmisión son interrumpidas por un dispositivo de interconexión; es decir, que se unen materiales diferentes, estas discontinuidades tienden a calentarse, a radiar energía, y a disipar potencia. En general, la pérdida de señal es provocada por fallas en la instalación del cableado, por la calidad del cable o por la mala instalación de los conectores empleados (que son tipo “F” macho), Se considera dispositivo de conexión a los acopladores o en otros casos puede ser por el exceso de distancia barriles en el tendido del cableado.
Instalación Tendido del cable coaxial Consideraciones importantes: • La distancia del cable coaxial entre dos puntos de conexión no debe ser mayor a 30 m. Si esto ocurre, la recepción de la señal en su televisor será deficiente o de mala calidad. • Al realizar la instalación o la unión del cable coaxial con el conector tipo “F” macho, se deberá tener cuidado para evitar que el blindaje (malla de aluminio) haga contacto con el conductor central de cobre. Si esto ocurre de manera ocasional, la señal se viciaría, evitando así la buena recepción, en caso de que tengan contacto pleno no existirá señal, ya que se provocaría un corto circuito en el equipo. • Cuando se tiende la red de cableado, ésta deberá estar libre de dobleces o presiones, ya que esto podría dañar el conductor central de cobre. Es recomendable utilizar ductos exclusivos para el cable coaxial, de preferencia a través de las paredes, azoteas o pisos. • Pueden ocurrir pérdidas de señal en las uniones de los conectores tipo “F” macho y hembra. Se recomienda verificar que estén bien conectados.
• Se recomienda no combinar trayectorias de cables de energía eléctrica con cables coaxiales en un mismo ducto para evitar interferencias y/o pérdidas de señal. • Es importante examinar el interior de los conectores antes de efectuar la unión. Esto garantiza que el conductor central de cobre no esté quebrado y que al conectarlo en el decodificador, LNB o televisor no cause problemas de corto circuito. • El calibre del cable coaxial se debe escoger para la impedancia y la capacidad de conducción adecuada. Como referencia se presenta la siguiente tabla. Tipo de cable Pérdida por coaxial cada 30 m
Pérdida por cada 60 m
Pérdida por cada 90 m
Pérdida por Pérdida por cada 120 m cada 150 m
RG-59
12 dB
24 dB
**
**
**
RG-6
8.5 dB
17 dB
25.5 dB
**
**
Uso Para llevar a cabo el cableado que une a los elementos que conforman el equipo de recepción de la señal Edusat es necesario utilizar los siguientes dispositivos: • Conectores tipo “F” macho • Acopladores • Divisores de señal • Amplificadores de señal o de línea Con estos dispositivos se puede lograr la interconexión entre las partes.
Conectores El conector (calibre RG-6 o RG-59) es un elemento importante, ya que introduce la señal manteniendo aislado al conductor central. Por su diseño permite sujetar el cable coaxial con la parte posterior y en la parte frontal cuenta con cuerda para enroscarse a los conectores tipo “F” hembra, y así se conecta con eficacia para transmitir la señal del LNB al decodificador, de éste a la videograbadora y posteriormente a los televisores. Existen diversos tipos de conectores y dependiendo del fabricante son las especificaciones para su funcionamiento.
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El conector tiene las siguientes características:
Parte frontal del conector
Parte posterior para conexión y fijación del cable
• En la parte posterior del conector se introduce el cable coaxial con todas sus capas al descubierto. • El conector cuenta con cavidades específicas para mantener de manera aislada el blindaje (malla de aluminio) y el conductor central (alambre de cobre).
• El conductor central de cobre permite conducir la señal y está protegido por un aislante que evita el contacto con el conductor concéntrico, que a su vez lo protege de la interferencia. El conductor central de cobre permite un excelente contacto en las terminales. • El conector tipo “F” macho cuenta con una cuerda hembra (cuerda interna) en la parte frontal, ésta sirve para enroscarse con el conector tipo”F” hembra que tiene una cuerda tipo macho (externa), y permite una perfecta conexión.
Es importante observar que el tipo de conector RG-6 o RG-59 que se emplee, sea el correspondiente al tipo de cable utilizado
• La parte posterior del conector sirve de abrazadera para fijar el conector con el cable coaxial; de acuerdo con el modelo puede variar, debido a que hay conectores que incluyen esta pieza y otros en los que es independiente, para su “ponchado” (sujeción con pinzas especiales).
Acoplador con conectores tipo “F” hembra
Acopladores El acoplador también es conocido como barril, es un dispositivo con dos conectores tipo “F” hembra interconectados en un solo cuerpo y sirve para unir o acoplar dos conectores tipo “F” machos.
Divisores de señal Como su nombre lo indica, los divisores de señal o splitters separan la señal en dos o más ramas para entregarla a dos o más dispositivos. Los splitter están diseñados para trabajar con un rango de frecuencia determinado; por ejemplo, para dividir la señal después del decodificador hay que utilizar un splitter pasivo que tenga un rango de frecuencia de 5 a 900 MHz para que no se presenten pérdidas de señal.
Es importante observar que el número de salidas que posee el splitter o divisor de señal correspondan con el número de televisores a conectar
Divisores de señal o splitters
Una entrada, tres salidas
Una entrada, dos salidas
Existen dos tipos de splitters: activos y pasivos, los activos se emplean para dividir la señal proveniente del LNB para dos o más decodificadores, mientras que los pasivos se emplean para dividir la señal del decodificador hacia dos o más televisores.
Una entrada, cuatro salidas
Si requiere observar la señal edusat en más de un televisor del mismo plantel y sólo cuenta con un decodificador, se debe utilizar un divisor de señal o splitter
Amplificador de señal o de línea (booster) El amplificador de señal o de línea es un elemento auxiliar en el cableado del equipo de recepción, sirve para recuperar las pérdidas en la señal originadas por distancias mayores a 30 m entre la salida del decodificador y los televisores. Los beneficios que proporciona el amplificador de línea son: • Amplifica la señal de audio y video. • Presenta una impedancia de salida y entrada de 75 ohms. • Es útil para frecuencias dentro de las bandas de UHF, VHF y FM. • El voltaje de alimentación es de 127 voltios a 50/60 Hz. • Proporciona una ganancia de señal de entre 5 y 30 dB, dependiendo de las características del fabricante. • Cuentan con una entrada y una o varias salidas. • Ideal para propagación de señal a larga distancia (a partir del decodificador).
Amplificador de señal
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El uso recomendable para este dispositivo es el siguiente Cuando se tiene la necesidad de conectar un televisor a una distancia mayor a 30 m del decodificador, o si el último de los televisores presenta una pérdida considerable de señal; es recomendable conectar el booster en un punto intermedio de acuerdo al número de televisores que presenten pérdida de señal.
Se recomienda instalar el amplificador en interiores o bajo techo para evitar un corto circuito
Mantenimiento Mantenimiento preventivo Esta acción se realiza para evitar posibles fallas o problemas en la instalación; es decir, se debe realizar una revisión periódica en el cableado y los diferentes accesorios, para ampliar su tiempo de vida útil.
Revisión general de la instalación Esta acción debe hacerse siguiendo un orden que facilite la detección de posibles fallas, revisando las líneas de transmisión y cerciorándose de que la instalación no cuente con corrosión o rupturas en los accesorios de la red del cableado.
Verifique que: • Los conectores se encuentren perfectamente fijos al cable coaxial. • Los conectores no presenten óxido o se encuentren rotos. • El largo del conductor central (hilo de cobre) deberá ser aproximadamente de 3 mm, a partir del borde del conector para no dañar los componentes internos de los conectores tipo”F” hembra. • El número de salidas del splitter corresponda al número de televisores por conectar. • En caso de contar con un amplificador de línea, éste deberá de estar instalado en interiores, cerca de un contacto eléctrico y después de la salida del splitter al televisor más lejano. • Si en una línea del tendido del cable coaxial existe un acoplador o “barril”, será necesario sustituir esta conexión por una línea completa. • Los conectores expuestos al medio ambiente, se encuentren aislados con cinta plástica.
• El largo del cable coaxial entre dos elementos a conectar, debe ser el adecuado, procurando dejar 30 cm para posibles reparaciones o movimientos. • Dentro de los conectores, el blindaje no esté haciendo contacto con el conductor central, ya que esto provocará un corto circuito.
Aplicación de grasa de silicón a conectores y divisores expuestos al medio ambiente Para evitar el óxido y la corrosión en los accesorios se debe aplicar grasa de silicón en la parte interior del conector tipo “F” macho que se encuentre expuesto al medio ambiente. Éstos deben estar bien sujetos, además hay que verificar que exista la presión adecuada para fijarlo en el cable coaxial (ponchado), protegiendo esta unión con cinta de aislar plástica en la salida del LNB y en el conector del cable coaxial.
Aplicación de grasa de silicón al conector
Fijación del cable coaxial (engrapado) El cable coaxial debe descender de los soportes que sujetan al LNB hasta la base de la antena, éste se asegura con cinturones plásticos o cinta de aislar plástica para evitar los movimientos producidos por los vientos, esta medida nos permite reducir posibles fallas. El cable coaxial debe estar asegurado con grapas tanto en las paredes del interior como del exterior para prolongar su tiempo de vida útil. Una vez engrapado y fijo el cable coaxial en techos y paredes (interiores y exteriores), se le debe dejar un tramo en la parte final del punto de conexión, para que permita hacer las maniobras necesarias de mantenimiento y limpieza en los equipos y accesorios. Al revisar el cable coaxial debe cerciorarse que las grapas estén sujetas y lo mantengan fijo en las paredes; si alguna grapa se encuentra dañada, deberá reemplazarla con las precauciones necesarias; si no cuenta con grapas, asegúrelo con un clavo y un cinturón plástico o en su caso use un cinturón metálico.
Engrapado del cable
Ductos La humedad oxida rápidamente las partes metálicas del cable, por lo que es recomendable utilizar ductos de PVC, por ser un material libre de corrosión.
La grasa de silicón que se aplique en los conectores es para uso en equipo eléctrico, no debe confundirse con el silicón para aplicación en ventanas
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Daños en el cable coaxial Humedad y envejecimiento Los cables coaxiales pueden afectarse por la filtración de agua, especialmente en una zona de alta salinidad. Cualquier filtración de agua en los conectores provocará una oxidación que terminará en corrosión, provocando problemas en la señal. En cualquier punto del cable la filtración puede generar un corto circuito en la señal y posiblemente dañar el decodificador, el LNB, o los televisores. Cable coaxial cubierto de pintura, esto dificulta la revisión visual
Existen datos sobre conductores exteriores que han sido corroídos en sólo 90 días, por lo que se recomienda utilizar ductos de PVC o ductos de material libre de corrosión. Las más pequeñas picaduras al aislante externo pueden permitir la filtración, éstas pueden aparecer por el maltrato de la instalación o también por los roedores. La mayoría de los cables subterráneos que se venden comúnmente son seguros, pero su duración depende de la protección que se le proporcione, así su vida útil se incrementa si se utiliza un ducto para protegerlos.
Mantenimiento correctivo al cableado
Cable coaxial con la manga de aislante dañada
Es la acción que se debe realizar para corregir las fallas que presente el cableado debido a los efectos del medio ambiente, así como por los defectos en la instalación o en la fabricación del mismo.
La prueba más importante para determinar el buen funcionamiento de cualquier cable coaxial y conector, se realiza con un multímetro verificando el voltaje de salida del decodificador y comprobando que dicho voltaje llegue al otro extremo de la línea
En caso de que el cable coaxial sea conducido por algún ducto, verifique que éste no este compartido con cables de corriente eléctrica, ya que esto puede interferir la señal
Una de las principales fallas en el cableado y conectores es la mala instalación de éstos. Hay que poner especial cuidado en el largo del conductor central, ya que frecuentemente se deja más largo de lo necesario, la extensión deberá de ser de 3 mm del borde del conector. También la falta de presión en el extremo posterior del conector (ponchado) puede provocar fallas, ya que se pierde sujeción y contacto con los puntos de conexión.
Cambio de componentes dañados Cuando se presente algún daño físico irreparable en conectores, splitter, amplificadores de línea o cableado en general, éstos deberán ser reemplazados por accesorios nuevos. La falla más común en el tendido del cableado es la mala instalación de los conectores tipo “F” macho. Para corregir esta falla tome en cuenta los siguientes pasos: • Introduzca la punta del cable coaxial en las pinzas pelacables. • Con la pinza pelacable, deje al descubierto las capas internas del cable coaxial. • Proceda a colocar el conector que corresponda al calibre del cable coaxial. • Una vez colocado el conector y con ayuda de las pinzas ponchadoras, fije el conector al cable coaxial. • Ejerza presión en la parte posterior del conector, cerciorándose de no dañar la campana. • Corte el exceso de largo del conductor central con una pinza de corte diagonal. • Verifique que el largo del conductor central no exceda de 3 mm del borde del conector.