CABLE COAXIAL

DEFINICIN

La palabra "coaxial" quiere decir concntrico, es decir tienen el mismo centro. Por lo tanto, se define como coaxial al cable en el cual los dos conductores tienen el mismo eje, siendo el conductor externo un cilindro separado del conductor interno por medio de un material dielctrico. El conductor externo, adems de conductor de retorno, cumple la funcin de blindaje, con la consiguiente estabilizacin de los parmetros elctricos.Los cables coaxiales se pueden emplear en todas aquellas aplicaciones en las que deben transmitirse seales elctricas a alta velocidad y sin la interferencia de otras seales. Existen innumerables casos de este tipo, como por ejemplo, las bajadas de antenas satelitales o de radiofrecuencia, las conexiones entre computadoras, las redes de televisin por cable, etctera.El empleo de cables coaxiales permite confinar la seal y limitar las prdidas que se verifican por radiacin cuando las frecuencias de las seales transmitidas sobrepasan los cientos de kHz.

ELEMENTOS BSICOS DE UN CABLE COAXIAL

Elconductor interiortiene el propsito transportar la seal y, en particular, mayor es su dimetro, menor es la atenuacin resultante. Puede ser sencillo o en cadena, se compone de cobre desnudo, acero chapado en cobre o de cobre estaado, para facilitar la soldadura y proteger de la corrosin, o de cobre plateado para mejorar la propagacin de la seal de la explotacin total del "efecto piel". En la radiofrecuencia la seal se propaga slo a travs de la superficie del conductor para un espesor menor, cuanto ms la frecuencia es elevada.Eldielctricoes un material aislante colocada alrededor del conductor interno, con el fin de mantener el conductor exterior (pantalla) centrado con el anillo interior. Eso es generalmente constituido por polietileno compacto (PE) de espuma o fsicamente (PEE GAS INJECTED) porque tiene un factor de prdida baja y mantiene, con el tiempo, sus caractersticas mecnicas y elctricas. En particular, el PE tiene la ventaja de ser ms resistente desde el punto de vista mecnico en comparacin al PEE GAS INJECTED, garantizando la funcin coaxial entre los conductores; en cambio, el gas PEE INYECTADO gracias al proceso de expansin con gas inerte (nitrgeno), presenta una constante dielctrica relativa muy baja (~ 1,40) y un ngulo de prdida menor, por lo que tienen menos atenuaciones. Adems, el gas de expansin proporciona una mejor estabilidad de los valores de atenuacin, mantenindolos constantes en el tiempo incluso en condiciones crticas, tales como la presencia de alta humedad o cambios de temperatura. El dielctrico del cable coaxial es ideal para el aire.La cinta, donde est presente, constituye parte de la pantalla del cable coaxial, para asegurar una cobertura total (100%). Puede ser de dos tipos: Acoplado (que consiste en una capa de aluminio y una de Polister (Al / PET) Triplex (formado por dos capas de aluminio y una de Polister (Al / PET / AL)Eso determina un considerable mejoramiento de la eficacia de blindaje, garantizando: Proteccin de la seal que pasa a travs del cable del campo electromagntico externo El aislamiento del entorno externo de la radiacin producida por el propio cable.Debido al constante aumento en el uso de ondas electromagnticas y de la alta energa es indispensable un total blindaje para minimizar los problemas de interferencia.Latrenzase caracteriza por el nmero de cables, por la seccin de los cables individuales y la forma de trenzar, esto influye no slo en la eficacia de blindaje, sino tambin en la impedancia de transferencia. El parmetro de evaluacin para la construccin de la trenza es elporcentaje de cobertura.

Lacubierta protectoraest hecha de cloruro de polivinilo (PVC) o polietileno (PE); tiene una doble funcin: Proteccin del cable Mantener adherido el conductor exterior al dielctrico tanto a la capacidad como la impedancia a lo largo del cable.La cubierta protectora de PE se utiliza para la instalacin subterrnea. En cables ms caros (solamente para exterior o para exigencias especiales) puede haber tambin unacinta de polisterintroducido entre la cubierta exterior y la trenza, que realiza las siguientes funciones bsicas: se evita la salida de los residuos de PVC (cubierta externa) hacia el dielctrico, protege la trenza durante la extrusin de la cubierta de posible oxidacin y hace ms fcil pelar del cable coaxial.

PARMETROS CARACTERSTICOS

1. Impedancia caracterstica (Ohm): Es la relacin tensin aplicada/corriente absorbida por un cable coaxial de longitud infinita. Puede demostrarse que, para un cable coaxial de longitud real conectado a una impedancia exactamente igual a la caracterstica, el valor de la impedancia de la lnea permanece igual al de la impedancia caracterstica.Cabe recordar que en un sistema que trabaja a mxima eficiencia, la impedancia del transmisor, la del receptor y la del cable deben ser iguales, de no ser as se producirn reflexiones que degradarn el funcionamiento del sistemaLa impedancia caracterstica no depende de la longitud del cable ni de la frecuencia. Los valores nominales para los cables coaxiales son 50, 75 y 93 Ohm.

2. Impedancia transferencia (Ohm/m): Define la eficiencia del blindaje del conductor externo. Expresada habitualmente en miliohm por metro. Cuanto ms pequeo es el valor, mejor es el cable a los efectos de la propagacin al exterior de la seal transmitida y de la penetracin en el cable de las seales externas.

3. Capacidad (F/m): Es el valor de la capacidad elctrica, medida entre el conductor central y el conductor externo, dividida por la longitud del cable. Se trata de valores muy pequeos expresados en picofarad por metro. Vara con el tipo de material aislante y con la geometra del cable.

4. Velocidad de propagacin (%): Es la relacin, expresada porcentualmente, entre la velocidad de propagacin de la seal en el cable y la velocidad de la propagacin de luz en el vaco. Vara con el tipo de material aislante, en funcin de su constante dielctrica.

5. Atenuacin (dB/m): Es la prdida de potencia, a una determinada frecuencia, expresada generalmente en decibel cada 100 metros. Vara con el tipo de material empleado y con la geometra del cable, incrementndose al crecer la frecuencia.

6. Potencia transmisible (W): Es la potencia que se puede transmitir a una determinada frecuencia sin que la temperatura del cable afecte el funcionamiento del mismo. Disminuye al aumentar la frecuencia y se mide en Watt.

7. Tensin de trabajo (kV): Es la mxima tensin entre el conductor externo e interno a la cual puede trabajar constantemente el cable sin que se generen las nocivas consecuencias del efecto corona (descargas elctricas parciales que provocan interferencias elctricas y, a largo plazo, la degradacin irreversible del aislante).

8. Structural return loss (S.R.L.): Son las prdidas por retorno ocasionadas por falta de uniformidad en la construccin (variacin de los parmetros dimensionales) y en los materiales empleados, que producen una variacin localizada de impedancia, provocando un rebote de la seal consiguiente inversin parcial de la misma.

TIPOS DE CABLES COAXIALES

En la siguiente tabla se pueden apreciar los diferentes tipos de cables coaxiales:

VENTAJAS Son diseados principalmente para las comunicaciones de datos, pero pueden acomodarse a aplicaciones de voz pero no en tiempo real. Es simple de instalar y bifurcar. Banda ancha con una capacidad de 10 mb/sg. Tiene un alcance de 1-10 kms.

DESVENTAJAS Trasmite una seal simple en HDX (Half Duplex). No hay modelacin de frecuencias. Es un medio pasivo en donde la energa es provista por las estaciones del usuario Hace uso de contactos especiales para la conexin fsica. Se usa una topologa de bus, rbol y raramente es en anillo. Ofrece poca inmunidad a los ruidos, puede mejorarse con filtros. El ancho de banda puede transportar solamente un 40% del total de su carga para permanecer estable.

ALGUNOS CABLES TPICOS

De 50 Ohm: Utilizado en comunicaciones e intercomunicacin de instrumentacin de todo tipo: Interfaces, PCS, equipos e instrumental de la laboratorio, etc. El ms utilizado es el RG-48 estaado pero se fabrican en un gran nmero de variantes para cubrir los distintos requerimientos elctricos y mecnicos. Por ejemplo los cables que tienen cuerda de cobre priorizan la flexibilidad y los de aislacin FOAM poseen mejores performances elctricas. Para radiofrecuencia, computacin y antenas.De 75 Ohm: Aislacin compacta: Para radiofrecuencia, CCTV, CATV, seales de televisin y FM. El RG-59 es el coaxial de 75 Ohm de mayor venta en el mercado debido a sus excelentes caractersticas elctricas y mecnicas combinadas con un bajo costo. Para tendidos de gran longitud se utiliza el RG-11 de mayor dimetro y por lo tanto menores prdidas. Aislacin FOAM: Los coaxiales de aislacin FOAM tienen menor atenuacin de la seal que transportan que los de aislacin compacta y mejores prestaciones a frecuencias elevadas. Combinan bajo peso y costo con un excepcional rendimiento elctrico donde no se requiera gran resistencia mecnica. Adems de la malla metlica, posee una pantalla de aluminio que garantiza una cobertura y blindaje del 100%, evitando interferencias externas.

APLICACIONES TECNOLGICAS Algunas de las aplicaciones entre las que se cuenta el cable coaxial son las siguientes: En las redes urbanas de televisin por cable (CATV) e Internet. Entre un emisor y su antena de emisin (equipos de radioaficionados). En la lneas de distribucin de seal de video. En las redes de transmisin de datos como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5. En las redes telefnicas interurbanas y en los cables submarinos.