CAPÍTULO 3 PLANIFICACIÓN DE LA INGENIERÍA DE TRANSMISIÓN. CAP 3 - TRANSMISI… · INGENIERÍA DE TRANSMISIÓN 3. 1. Plan de Transmisión El Plan de Transmisión, es una parte

CAPÍTULO 3 PLANIFICACIÓN DE LA INGENIERÍA DE TRANSMISIÓN

3. 1. Plan de Transmisión

El Plan de Transmisión, es una parte de los Planes Fundamentales Técnicos, de aplicación tanto para la creación de nuevas redes, como para la ampliación de las redes existentes y al control, para la entrega de un buen servicio. El objeto del Plan de Transmisión es el establecimiento de canales destinados a cursar señales vocales, de datos y/o de video, las analógicas pasan a ser digitales. El objetivo de este apartado es proporcionar las directrices de la transm isión en las redes de telecomunicaciones modernas, para su aplicación en una planificación de red de acceso y de transporte, que permita asegurar satisfacción en cuanto a la ca-lidad de transmisión y a la vez evitar el sobre dimensionamiento de las redes. Para el desarrollo del mismo se ha tomado como base de cifras y disposiciones, las dispuestas por el Plan de Transmisión, emitido y en uso por Telecom de Argentina. Esto se efectúa a fin de disponer un documento de valor internacional. Al mismo se ha adicionado breves reseñas didácticas. Se parte de una época analogica con ca-bles de conductores pareados, lo que originó su extensión. Este material se deberá complementar con la vigente tecnología, la que surge diariamente, todos los días.

3. 2. Escenario de aplicación

3. 2. 1. Red de transporte y red de acceso

La red de telecomunicaciones está constituida por la red de transporte y la red de acceso. Esta última primitivamente se la ha denominado red local de abonado, mien-tras que actualmente se la acostumbra referenciar como red de borde. La red de transporte, está constituida por las líneas de enlaces entre las centrales locales y las líneas de enlace entre los centros de conmutación de larga distancia. Estas líneas de enlaces tienen el carácter de interurbanos o internacionales y sus centros se diferencian como de conmutación de transito. Las redes de acceso están constituidas por las líneas de abonados, las centrales de conmutación local, su sistema de alimentación y los aparatos terminales. Estos apa-ratos terminales podrán estar constituidos por aparatos telefónicos, facsímiles, computadoras personales, de videos, considerando sus recursos software y hardwa-re.

3. 2. 2. Red analógica y red digital Las nuevas redes de transporte son íntegramente digitales y las de acceso están en vías de serlo, aunque mantendrán por cierto tiempo el carácter mixto digital -analógico. Por lo que para el diseño, se deben conocer y respetar las características de ambas técnicas. Las nuevas redes digitales admiten una gran flexibilidad en el encaminamiento y en las características de conmutación, siempre que se respeten los parámetros admisi-

Ing. Oscar Szymanczyk / mayo 2019

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bles de transmisión, definidos en el proceso de planificación y controlados en las etapas de diseño, operación y mantenimiento. La señal analógica representa una variación de modo continuo en el tiempo, pudien-do así adoptar cualquier valor entre un mínimo y un máximo. Las señales vocales no codificadas constituyen un ejemplo típico. La señal digital, en cambio, sólo adopta valores discretos, y en general entraña la codificación de la información en forma binaria, es decir, mediante estados de traba-jo o de reposo, manifestados por unos y ceros. El canal empleado para una señal analógica debe evitar la distorsión por ausencia de linealidad, los canales destinados a señales digitales, en cambio sólo requieren operar una señal de salida reconocible a cada señal de entrada.

3. 2. 3. Parámetros admisibles Los parámetros admisibles indicados en este trabajo han sido valores establecidos y recomendaos internacionalmente por la ITU-T, ETSI y el Forum ADSL. En particular se han adoptado los valores recomendados por las normas ITU-T G.996.1, G.821, G.992.1, ETSI ETR-152 y DSL Forum WT-062 v5.

3. 2. 4. Términos recurridos Para la planificación de la transmisión, las Recomendaciones de la Serie G de la UIT-T, han definido ciertos términos, de los que podremos distinguir: Circuito Telefónico: Circuito de telecomunicación con equipo de terminación asocia-do, que conecta directamente dos aparatos terminales y/o centrales de conmutación. Bucle de Abonado o Línea de Abonado: Enlace entre un centro de conmutación pú-blico y un aparato telefónico privado o cualquier otro terminal que utilice señales compatibles con la red de telecomunicaciones. Circuito de Abonado o Circuito Local: Circuito entre la Central Local y el Punto de

Conexión de Red (NCP, Network Connection Point), como interfaz entre la red públ i-ca y la instalación de abonado. Esta interfaz puede comprender un Repartidor Gene-ral (MDF, Main Distribution Frame) de una Centralita Privada (PBX, Private Branch Exchange), o un soporte para la conexión de un aparato telefónico. La localización de esta interfaz depende de las reglamentaciones y prácticas nacionales. Atenuación del circuito telefónico: Es la perdida de señal, producida a la frecuencia de referencia 800 Hz, entre la entrada del circuito y su salida. Esto incluirá cua lquier atenuación en el equipo de terminación asociado en los centros de conmutación.

Conexión: Cadena de circuitos interconectados por puntos de conmutación, entre dos puntos diferentes de la red. En la planificación de la transmisión, la atenuación de una conexión es la suma de las atenuaciones de los ci rcuitos que integran la co-nexión. Las atenuaciones de los centros de conmutación están normalmente inclu i-das en las atenuaciones del circuito.

3. 3. Parámetros eléctricos de los cables multipares

Los cables multipares, deben ser sometidos a rigurosas pruebas eléctricas, previo a su instalación en la red, con el objeto de asegurar al máximo su vida útil, desde el punto de vista de la entrega de un buen servicio. Un cable telefónico se diseña para


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una duración de por lo menos 30 años, manteniendo sus parámetros eléctricos y mecánicos originales. Con el objeto de transportar, las señales de transmisión necesarias para una buena comunicación con la menor pérdida de energía posible, deben cumplir con las carac-terísticas eléctricas y mecánicas basadas en las recomendaciones respectivas a su aplicación. Para el cumplimiento en tal sentido se deben establecer controles de pruebas sistemáticas en la red. PARÁMETROS PRIMARIOS Para calificar y cuantificar las líneas de transmisión, se deben definir sus parámetros primarios y secundarios. Se denominan parámetros primarios de una línea de transmisión, al conjunto de los factores eléctricos que definen las propiedades de las líneas homogéneas, definien-do como líneas homogéneas cuando poseen separaciones y diámetros constantes. Los parámetros primarios dependen esencialmente del material y de la configuración geométrica en que están constituidas las l íneas.

R resistencia, L inductancia, C capacidad mutua, G conductancia Oliver Heaviside, físico matemático inglés, demostró que al definir los parámetros primarios de una línea y al satisfacer la condición llamada precisamente de Heavis i-de, se obtienen la condición ideal de transmisión.

RC = LG Ello se experimenta, debido a que la atenuación obtiene su valor óptimo compatible con los valores de los parámetros disipativos R y G, de la red. Además, en esa condición la atenuación se hace independiente de la frecuencia, de esto resulta una distorsión de amplitud como una distorsión de fase nulas. El tiempo de propagación en este caso es independiente de la frecuencia transmitida. Los parámetros primarios se podrán clasificar como, parámetros longitudinales y parámetros transversales. Los parámetros longitudinales están dados por:

Resistencia Óhmica, R []

Inductancia, L [mH] Los parámetros transversales están dados por:

Capacidad mutua, C [F]

Conductancia, G [] Los parámetros primarios están representados por las constantes distribuidas a todo lo largo de las líneas (Fig. 1), pero a los fines de simplificar los cálculos se pueden consideran como constantes concentradas (Fig. 2):


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Fig. 1 - Línea representada por sus constantes distribuidas

Fig. 2 - Línea representada por sus constantes concentradas

PARÁMETROS SECUNDARIOS Se expresa como parámetros secundarios de una línea de transmisión, a la Impe-dancia Característica y la Constante de Propagación, además de los parámetros de-rivados de estos, la Constante de Atenuación, Constante de Fase, y Velocidad de Propagación:

Impedancia Característica, Z0 []

Constante de Propagación, [nº complejo]

Constante de Atenuación, [dB/Km]

Constante de Fase, [radian/Km]

Velocidad de Propagación, V [Km/seg] ECUACIONES DE LA LÍNEA Tomamos una diferencia de línea, podremos obtener las expresiones que nos de-terminan los valores de los parámetros secundarios. Considerando un diferencial, de la línea real (Fig. 3):

Fig. 3 - Diferencial de línea de transmisión

Siendo dV la diferencia de potencial en dx, y dI la derivada de la corriente I

R L

C/2 G/2 C/2 G/2

C - G

R - L

dV V dI dx

I


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Definiendo a: Z = R + jL (1)

Y = G + jC (2) y con:

Resolviendo las ecuaciones diferenciales de la línea, llegamos a la expresión de la corriente eléctrica, que la podremos indicar como:

Donde al término Z Y lo llamamos constante de propagación ()

Reemplazando en (3) las expresiones de (1), resulta:

Que podemos enunciar como:

Expresión que corresponde a la relación de la constante de propagación ( ), con la

constante de atenuación (), y la constante de fase (). El cálculo de la Impedancia Característica, por otra parte se realiza mediante:

Reemplazando (1) y (2), resulta:

Para líneas bifilares es (Fig. 4a):

Para líneas coaxiales es (Fig. 4b):

1 dV Z dx

I =

= Z Y (4)

= (R + jL) (G + jC)

= + j

Z0= Z/Y

R + jL

G + jC Z0=

1 Z

I = Z Y C1 eZYx

- Z Y C2 eZYx

(3)

Z0 = 120 ln s/r = 276 lg s/r

s

r

r1 r2

Z0 = 60 ln r2/r1 = 138 lg r2/r1

Fig. 4 - Línea bifilar y línea coaxial


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CABLES MULTIPARES Para cables multipares, en frecuencia vocal, al ser el valor de L desprec iable por estar los conductores cableados formando una trenza en forma de hélice, resultando un flujo concatenado mínimo. El valor de G por la utilización de buenos aislantes, también es mínimo:

Z = R Y = jC R >> L y G << C Luego, podemos hacer:

= Z Y = jCR = CR 45º = CR (cos 45º + j sen 45º)

Sí el exponente (t+x) se mantiene constante en un medio dado, será su diferen-

cial (+ dx/dt) = 0, luego resulta:

Que corresponde a la velocidad de fase:

Para nuestro caso:

Por otra parte, la Impedancia Característica será:

De (5) y (6) combinadas, resulta:

dx

dt =

dx

dt Vf = =

Vf = 4f CR

Z0= = = -45º Z R R

Y jC C (6)

R

R/C = 0.707 CR = 0.707 =

R IZ0I

= 0.707

V(x) = C1 eZYx

+ C2 e-ZYx

= V1 ex

ej(t+x)

+ V2 e-x

ej(t-x)

CR

2 =

CR

2 = (5)

Donde corresponde a:

De (3).


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LÍNEAS SIN PÉRDIDA Para frecuencias elevadas, sobre los MHz, se ofrecen expresiones citadas como l í-neas sin pérdidas. Supongamos una línea teórica, exenta de distorsión de frecuencia y de retardo, por estar constituida con elementos lineales de capacidad y autoinducción, donde la im-pedancia no varía con la frecuencia. Podríamos decir que Z e Y tienen, en ese caso, el mismo ángulo, es decir, que ob-tendríamos la relación:

L C R G

= Luego L G = C R

Y = G +jC = (R + jL) = Z G. G R. R

Será:

Y = (R + jL) = Z C C L L

También:

= Z Y = =

Z G R

Z C L

G R

= (R + jL) = (R + jL) = + j = C L

Luego:

Queda:

= L = L

= LC

= LC

= G R = R C L

C L

= R

Vf = = =

LC

1

LC Vf = 1

LC

Z0 = = = Z Y

L C

R G

Z0 = L C

G L

C L


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3. 3. 1. Resistencia del conductor La resistencia óhmica es la propiedad del conductor de oponerse al paso de la elec-tricidad. Depende de la sección del mismo [s], del material del cual está compuesto, de su longitud [L], de la frecuencia a la que se lo mide y de la temperatura. Es usual hallar tablas con las propiedades conductoras de los materiales, las que

proporcionan el valor de conductividad []. La inversa de la conductividad es la re-

sistividad [], factor más conveniente a los efectos del cálculo de la resistencia. Su valor en Ohm, para corriente continua y a 20ºC:

Donde:

R = Resistencia, Ohm []

= resistividad, [ cm] L = [cm] s = [cm2] Se debe tener en cuenta que con al incrementarse la frecuencia también se incre-menta este valor de resistencia eléctrica. Ello se debe al efecto pelicular (skin) en el conductor. En un par de conductores para altas frecuencia se debe considerar tam-bién los aumentos de la resistencia por los efectos de proximidad y las pérdidas por radiación. Para minimizar estos efectos, se introdujo la línea coaxial (Fig. 5), donde:

R = / m f = Hz r = cm El factor importante que se debe considerar en las mediciones de resistencia, es el referido a la temperatura, ya que los parámetros de los cables están estandarizados para una temperatura de 20 ºC. Ello es primordial para ciertas situaciones, puesto cuando aumenta la temperatura aumentan los valores de resistencia en Ohm del conductor; si por el contrario, si disminuye la temperatura, disminuye la resistencia del conductor. Por consiguiente, con el aumento de la temperatura, disminuye considerablemente la velocidad de transmisión. En consecuencia, para los lugares donde la temperatura ambiente sea diferente de 20 ºC, es importante realizar los ajustes correspondien-tes, aplicando la siguiente expresión matemát ica: Donde: Ro = Resistencia a 20ºC Rm = Resistencia medida en Ohm a la temperatura ambiente T = Temperatura del medio ambiente i = Coeficiente de variación de la temperatura (0,00391)

( )[ ]°-´+=

2010

Ti

RR m

L s

R =

1 1 r1 r2

R = 4.16 [ + ] f 10-6 r2

r1

Fig. 5 – Cable coaxial


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En rutas de cables aéreos, es importante aplicar esta corrección por la variación de temperatura, ya que en el interior del cable, cuando éste está expuesto al sol, los conductores podrán estar sumergidos en un ambiente de unos 50 ºC.

Procedimiento de medición

Podemos formular que la resistencia en loop de un par, esta formada por la suma de todas las resistencias presentes en el circuito, conectadas en serie. Constituidas ellas, especialmente por las resistencias de los tramos de pares y las de contacto presentes en sus empalmes. El procedimiento para la medición de la resistencia del loop de un par de conducto-res de cierto calibre, para un cable dado, se realiza mediante un operario el que to-ma la lectura y otro como ayudante: a) Se establece los puntos de medición, para la red primaria desde el Repartidor General en un extremo y el Armario Subrepartidor mas alejado en el otro extremo; para la red directa, desde el Repartidor General, hasta la caja terminal mas alejada; para la red secundaria, desde el Armario Subrepartidor hasta la caja terminal mas alejada del cable (Fig. 6). b) Instalar una línea de hablar usando para ello un número de par determinado. c) Conectar un Puente de Wheatstone a los conductores a y b del par a medir, en el extremo cercano, y contocircuitar ambos conductores a y b, en el extremo lej ano. d) Equilibrar el puente y anotar la lectura para ese par medido. e) Repetir la medición para el 100% de los pares del cable. e) Se considera una precisión de +/- 0.4% + 1 dígito, en mediciones hasta 4 MΩ y de +/- 1% para valores de 40 MΩ.

VALORES DE REFERENCIA

Calibre del conductor

(mm)

Resistencia en CC

(Ohm/Km)

0.40 280

0.60 113

0.90 55

línea de hablar

par a medir

cubierta del cable

Puente de Weatstone

Lado Sobrepartidor Lado Repartidor General

puente de cortocircuito

Fig. 6 – Resistencia del loop


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3. 3. 2. Resistencia de un par con dos calibres Cuando se requiere medir la resistencia óhmica de un par el cual esta constituido por más de un tramo de cable y con diferente diámetro (calibre), el valor resultante deberá ser calculado aplicando la siguiente expresión: Donde: R1 R2 = corresponde a los valores expresados en Ohm, de resistencia individual de cada diámetro de conductor, de cada cable. L1 L2 = corresponde a las distancias individuales, en kilómetros, de cada cable.

3. 3. 3. Resistencia óhmica del blindaje de cable

Esta verificación de la correcta continuidad de la pantalla de blindaje de un cable, se dirige a proteger a los operarios y a los equipos de telecomunicación, contra: a) Posibles descargas atmosféricas.

b) Eventuales contacto con líneas de distribución eléctr ica.

c) Inducciones electromagnéticas externas.

Procedimiento de medición

El procedimiento para la verificación de la continuidad de la pantalla de un cable consiste en: a) Establecer los puntos de medición que coinciden con los indicados anteriormente para hallar la resistencia óhmica del par. b) Instalar la línea de hablar. c) Desconectar todas las conexiones a tierra afectadas, del Repartidor General, Ar-marios Subrepartidor y de cajas terminales. d) Elegir un conductor del cable que disponga valores de resistencia óhmica conoci-dos y estables. e) En el extremo lejano, se cortocircuita el conductor elegido con la pantalla f) En el extremo cercano se conecta el instrumento de medición, Multímetro o Puen-te de Wheatstone, al conductor elegido y a la pantalla. g) Se toma la lectura y anota. h) Verificar que el valor obtenido sea considerablemente menor al logrado en la me-dición del loop de un par del mismo recorrido y longitud.

( ) ( )2211 LRLRRtotal ´+´=


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VALORES DE REFERENCIA

de pantalla de aluminio en red primaria

Cable (pares-calibre) Óhm/Km en CC

100-0.40 2.37

200-040 1.73

300-0.40 1.45

600-0.40 1.07

900-0.40 0.86

1200-0.40 0.76

1800-0.40 0.68

2200-0.40 0.68

100-0.60 1.66

200-0.60 1.18

300-0.60 0.97

600-0.60 0.72

900-0.60 0.68

100-0.90 1.15

En la red primaria el valor de resistencia óhmica de la pantalla, no deberá superar en 2% el de un conductor de un par de la misma longitud y recorrido. En caso con-trario se debe determinar el punto y reparar la falta de continuidad de la pantalla. En la red secundaria el valor de resistencia óhmica de la pantalla no deberá superar en 4%, el de un conductor de un par de la misma longitud y recorrido. Una vez logrado el objetivo de una correcta continuidad de pantalla de los cables primarios y secundarios, se deberá restablecer las puestas a tierra en la Centra l, en todos los Subrepartidores y todas las cajas terminales.

VALORES DE REFERENCIA de pantalla de aluminio en red secundaria

Cable (pares-calibre) Óhm/Km en CC

10-0.40 5.07

20-040 4.13

30-0.40 3.48

50-0.40 2.82

100-0.40 2.05

200-0.40 1.55

300-0.40 1.25

50-0.60 2.05

100-0.60 1.50

200-0.60 1.18

50-0.90 1.32

100-0.90 0.95

En la Central se conectará el blindaje de todos los cables primarios a la toma de tie-rra del repartidor General, conjuntamente con la puesta a tierra de la Central y los equipos. En los Subrepartidores se conectarán a tierra todas las pantallas de los cables primarios y de los cables secundarios. En Zonas Expuestas, el valor de la toma a tierra será de 10 Ohm, y los Subreparti-dores equipados con protecciones. En Zonas no Expuestas, el valor de la toma a tierra será de 20 Ohm y los Subrepartidores no serán equipados con protecciones. Los valores de las puestas a tierra se hallan mediante instrumentos Telurímetros.


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3. 3. 4. Resistencia de aislamiento Se define como resistencia de aislamiento, a la suma de las resistencias conectadas en paralelo, entre el conductor bajo prueba y todos los demás conductores mas la pantalla de blindaje, que opera como blindaje de protección electromagnética. La resistencia de aislación depende de los tipos de aislante que separan los conducto-res entre sí y entre estos y la pantalla metálica de blindaje. Esta resistencia es medida conectando el instrumento de medición entre el conduc-tor bajo prueba y todos los demás conductores conectados entre sí, y unidas a tierra en el extremo cercano y en circuito abierto sobre el extremo lejano. Se efectúa la medición aplicando una tensión continua de 500 Volt, en el tiempo de 1 minuto. Podremos hacer una comparación, entre la resistencia óhmica del par de la línea de abonado y la resistencia de aislación entre sus pares. En este caso es la resistencia suma de las infinitas resistencias conectadas en paralelo, entre la l ínea en prueba y todas las demás líneas conectadas entre sí y unidas a tierra , en circuito abierto. Esto significa que la resistencia del loop es directamente proporcional a la longitud del par y que la resistencia de aislación es inversamente proporcional a su long itud. Para entender con mayor claridad el concepto de resistencia de aislación, debemos señalar que para transmitir una señal desde un punto a otro, es necesario que la perdida de corriente de fuga entre los conductores sea la menor posible . Esto significa que mientras exista más superficie de contacto y más humedad entre los pares, habrá mayor pérdida de corriente de fuga, en consecuencia, menor resis-tencia de aislación, lo que lógicamente menoscaba tener una buena transmisión de señal. Las mediciones de aislación de los cables se realizan con instrumento denominados comúnmente Megóhmetros, los que tienen la propiedad y capacidad de medir altas resistencias. Generalmente el rango de medición de este tipo de instrumento fluctúa

entre: 0,1 M y 5 G (5.000.000.000 de Ohm).

Procedimientos de medición

Como se indico antes, la resistencia de aislación es medida conectando el instru-mento de medición entre el conductor bajo prueba y todos los demás conductores conectados entre sí, y unidas a tierra en el extremo cercano y en circuito abierto s o-bre el extremo lejano. a) Para los cables primarios el punto de medición se establece en el Repartidor Ge-neral, y para los cables secundarios en los correspondientes Subrepartidores, de los cables a medir. Para ello, en la medición de la red primaria y de la red directa, previamente será ne-cesario instalar los módulos verdes de puesta a tierra en el Repartidor General, mientras que para la red secundaria, en el Subrepartidor previamente se habrán puesto a tierra todos los conductores del cable, salvo el conductor bajo prueba. b) En ambos casos el total de los pares serán vacantes de abonados y de cualquier otro servicio como ser el de monitoreo para presurización, evitándose así el deterio-ro de eventuales equipos conectados a los mismos (Fig. 7).


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Fig. 7 – Resistencia de aislamiento c) Una vez verificado los abiertos distantes, las puestas a tierra cercanas y conect a-do el instrumento Megóhmetro al conductor bajo prueba y a tierra, se ajusta el mis-mo a cero. d) Se electrifica al sistema así constituido con una tensión de prueba de 500 V de corriente continua por un período de un minuto, se mide la resistencia de aislación y se anota el valor hallado. e) Se repite el procedimiento para el 100% de los conductores del cable en prueba. La resistencia de aislación es inversamente proporcional a la longitud L del cable, por lo que el valor medido debe dividirse por L (Km), hallando el valor de la resisten-cia de aislación en, Ω x Km. El instrumento utilizado deberá presentar una precisión de medición del 3% mas un dígito. VALORES DE REFERENCIA Las especificaciones técnicas de los fabricantes garantizan que la resistencia de aislación de un conductor, contra todos los demás conductores y el blindaje, no de-

be ser menor a 5000 M/Km, para los cables con aislación de papel y 15000

M/Km, para los cables con aislación de polietileno.

Sin embargo para la red ya instalada, se admite un valor mínimo de 1000 M/Km

para cables primarios y de 900 M/Km para cables secundarios, aplicando el proce-dimiento visto.

3. 3. 5. Conductancia Dentro de los parámetros primarios de una línea de transmisión, la resistencia de aislación corresponde a la inversa de la conductancia. Su valor asiste al cálculo del grado de aislación existente entre los conductores. Su unidad es el Mho o Siemens. Este parámetro está determinado con aplicación de corriente alterna. La conductan-cia se indica con la letra G, y su valor se expresa como: Donde:

Ra = Resistencia de aislación, expresada en M y medido en corriente continua.

Ra

G 1=

pares y blindaje a tierra

cubierta del cable

Megóhmetro

Lado Subrepartidor Lado Repartidor General

pares en abierto


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G = Conductancia expresada en Mho o Siemens. Para determinar los valores de conductancia, en corriente alterna, se aplica la s i-guiente expresión: Donde:

= Constante 3,1416 f = Frecuencia en Hz. C = Capacidad mutua del par en Faradios. Cp = Coeficiente de permeabilidad del aislante (0,0005).

3. 3. 6. Rigidez dieléctrica Un aislador o dieléctrico, es una sustancia dentro de la cual no hay partículas ca r-gadas, capaces de moverse bajo la influencia de un campo eléctrico. La intensidad máxima del campo eléctrico que un dieléctrico puede soportar sin transformarse en conductor, se denomina rigidez dieléctrica. En un cable multipar, la rigidez dieléctrica del aislante entre los pares, es depen-diente de la separación entre los pares, la concentridad, del tipo de material y la ca-lidad del aislante, para soportar un pico de tensión alterna o de corriente continua, sin que se produzcan rupturas en los dieléctricos constitu idos por los aislantes. Las mediciones de rigidez dieléctrica se realizan en fábrica como pruebas de acep-tación de los materiales, en este caso de los cables. En las especificaciones de los cables se detallan los valores mínimos admisibles de rigidez dieléctrica, correspon-dientes a cada tipo de cable.

3. 3. 7. Capacidad mutua Capacidad mutua es el valor de capacidad eléctrica, medida en nF/Km, existente entre los conductores a y b de un par. Depende del diámetro del conductor (d), del tipo de aislación y de la separación entre conductores (s), denominada distancia i n-teraxial (Fig. 8).

Fig. 8 – Par de conductores Las mediciones de la capacidad mutua, se realiza mediante un multímetro en la fun-ción de Capacímetro. Tomando la posición "medir longitud", según el valor leído se puede verificar la existencia de bobina de carga en la línea. En ningún caso se permite su existencia para la transmisión digital (datos o sistemas xDSL).También en caso de hallar valores que exceden los establecidos, se puede estar en presencia de pares multiplados. En cambio si se obtiene valores menores a los normalizados, podremos estar en presencia del efecto de Paradiafonía.


a) Para los cables primarios y los de distribución directa, se adopta como punto de medición el Repartidor General, ubicándose el operario ayudante en el Subrepart idor

PCCFG ´´´´= 2

s d


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L = (ln + ) s 1

r 4

L = 4 (ln + ) [H/Km] s 1 r 4

mas alejado. Para los cables secundarios el punto de medición se ubicara en el Su-brepartidor y el operario ayudante en la caja terminal mas alejada. b) Se establece la línea de hablar. c) En el Repartidor General, como extremo cercano, se conecta el Multimetro a los conductores a y b del par bajo prueba, manteniendo su extremo lejano en circuito abierto. d) Una vez instaurada la conexión y estabilizado el instrumento se toma la lectura y se anota su valor. Se efectúa la misma medición para el 100% de los pares. VALORES DE REFERENCIA El valor especificado normalizado de capacidad mutua es de 52 +/- 2 nF/Km, consi-derando cables mayores a 30 pares. Si se llegase a obtener un valor disímil para un par, desviado del valor normalizado, se podrá estar en presencia de un problema de Paradiafonia. La misma debe ser mensurada.

3. 3. 8. Inductancia La inductancia depende del flujo electromagnético generado por la corriente que ci r-cula por cada conductor, de su diámetro, del torcido del par y de la distancia entre conductores. Para una línea bifilar de conductores paralelos es:

Con = r 0

Donde r es la permeabilidad relativa en el aire = 1.0000004

0 es la permeabilidad absoluta en el vacío = 1.256 10 -8 H/m Reemplazando valores resulta:

Los valores de S y r, corresponden respectivamente al radio del conductor y a la separación entre conductores. Las mediciones de inductancia corresponden a las pruebas de aceptación realizadas en fábrica del proveedor.

3. 3. 9. Desequilibrio resistivo y capacitivo Los desequilibrios resistivo y capacitivo, dependen de la diferencia que puedan te-ner los conductores en la configuración simétrica de un par. Para el caso de des-equilibrio resistivo, concierne a la diferencia de resistencia entre el conductor a y el conductor b, del par. Este tipo de desequilibrio es la causa principal de interferencias en los cables, don-de el desequilibrio entre pares adyacentes origina diafonía entre circuitos y entre un par y tierra induce ruido en el par.


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Su valor admisible, no debe sea mayor al 2% del valor resistivo del loop del par. Es decir, los conductores de un par deben estar en el mayor equilibrio posible. El desequilibrio se calcula mediante la siguiente ecuación: Donde: R1 es la resistencia del conductor del par de mayor valor. R2 es la resistencia del conductor del par de menor valor Para el caso del desequilibrio capacitivo, se lo define como la diferencia de capaci-tancia entre el conductor a y el b, del par, medido respecto de la pantalla del cable. En los cables a pares, se originan interferencias debido a desequilibrios de capaci-dad par a par y desequilibrios de capacidad par a tierra, mientras que en los cables a cuadretes, se originan interferencias de desequilibrios, par a par del mismo cua-drete, entre pares de distintos cuadretes y entre los pares y tierra.


a) Para los cables primarios y los de distribución directa, se adopta como punto de medición el Repartidor General, ubicándose el operario ayudante en el Subrepart i-dor. Para los cables secundarios el punto de medición será el Subrepartidor y el operario ayudante se ubica en la caja terminal mas alejada (Fig. 9). b) Se establece la línea de hablar.

Fig. 9 – Desequilibrio de resistencia c) Se elige un conductor verificado, de valor x Ω, adoptándolo como patrón. d) En el Repartidor General, como extremo cercano, se conecta el Mult ímetro o

Puente de Medición, al conductor patrón y en su extremo lejano un cordón fle-xible con el que se establecerá el cortocircuito al conductor bajo prueba .

e) Se mide en forma sucesiva el valor de resistencia de cada uno de los conductores

de cada uno de los pares, conectado en cada uno de sus extremos, los cordo-nes flexibles de medición y de cortocircuito.

f) De cada par, se determina y anota la diferencia entre los valores medido para ca-

da uno de sus conductores.

[ ]%1002

21 ´-

=DR

RRR

ΔR = (R1+x Ω) – (R2+x Ω)= R1 – R2

Lado Repartidor General

línea de hablar

conductor patrón = x Ω

R1 R2 R3 R4

Multimetro, Puente de Weatstone

Lado Sobrepartidor

cordón flexible de cortocircuito

cordón flexible

de medición


17

g) Se repite el procedimiento para el 100% de los pares. Mediante el empleo de Puentes Capacitivos y procedimiento similar esta mensura, se realiza la prueba del desbalance capacitivo. VALORES DE REFERENCIA Se establece como valor admisible de la diferencia, no debe superar el 2% del valor resistivo del bucle del par.

3. 3. 10. MEDICIONES COMBINADAS

Se podrá adoptar un procedimiento que combine las pruebas descriptas, realizándo-las en su conjunto, con el consiguiente ahorro de los tiempos:

1) Identificaciones y numeración de pares. 2) Resistencia óhmica en el bucle. 3) Desbalance de Resistencia.

3. 3. 11. Diafonía La diafonía depende del equilibrio simétrico que deben tener los pares del cable en su construcción, y fundamentalmente, del pareado. Existen dos tipos de diafonía: a) Paradiafonía, llamado también NEXT (Near End Crosstalk), de acoplamiento en el extremo cercano (Fig. 10), y b) Telediafonía, lla-mada FEXT (Far End Crosstalk), de acoplamiento en el extremo lejano (Fig. 11).

Fig. 10 - Paradiafonía o NEXT (Near End Crosstalk)

señal transmit ida Tx

Rx

Tx

Rx

señal de diafonía

Telediafonía

Tranceptor en la central Tranceptor remoto

Paradiafonía

Tx

Rx

Tx

Rx

señal de diafonía

señal transmit ida


18

Fig. 11 - Telediafonía, FEXT (Far End Crosstalk)

El FEXT se puede despreciar ya que se toman los valores a las distancias amplias empleadas en telecomunicaciones, donde la señal del canal interferente es relativa-mente débil debido a que ha sufrido la atenuación en tal trayecto.


a) Para los cables primarios y los de distribución directa, se adopta como punto de medición el Repartidor General, donde se conecta el instrumento de medición de Paradiafonia, al que se le denomina Diafonometro, ubicándose el operario ayudante en el Subrepartidor, donde se termina al par considerado como perturbador y al par perturbado con una resistencia de carga de 600 Ω. Para los cables secundarios el punto de medición será el Subrepartidor y el operario ayudante se ubica en la caja terminal mas alejada. b) Se establece la línea de hablar. c) Perturbando uno de los pares con una señal de 800 Hz de un Generador de Fre-cuencias, con impedancia de 600 Ω, a 0 dB, medimos el otro par el nivel de Paradia-fonia a 600 Ω de impedancia. VALORES DE REFERENCIA El valor de Paradiafonia medido, deberá ser menor a 74 dB a 800 Hz.

3. 3. 12. Ruido blanco Se define como ruido blanco o metálico, a la distribución en aproximación uniforme de la energía respecto de las frecuencias en el espectro. Se produce internamente entre los pares por problemas de desequil ibrio. Este ruido se manifiesta como diafonía. Normalmente se escuchan señales de otra comunicación del mismo cable. VALORES DE REFERENCIA Los valores aceptables de este tipo de ruido están en ≤ -78 dBm, a una señal de 1600 Hz, y ≤ -48 dBm, a una señal de 320 KHz.

3. 3. 13. Ruido impulsivo El ruido impulsivo consiste en impulsos irregulares discontinuos de corta duración y amplitud relativamente alta. Este ruido degrada muy poco la transmisión de la voz, pero notablemente la transmisor de datos, introduciendo un alta tasa de errores. El límite aceptable de ruido impulsivo será de ≤ 25 impulsos que no superen 21 dBm, medidos durante 15 minutos.

3. 3. 14. Ruido a tierra Se define como ruido a tierra, la potencia electromagnética que interfiere el par por efecto externo al cable, sonidos de radio, antenas, semáforos, transformadores etc. Este efecto se produce básicamente, por falta de continuidad de las pantallas de blindaje del cable, y valores de tierras con alta resistencia, los valores aceptables son de ≤ -40 dBm.


19

La protección ante interferencias externas debido a inducciones electromagnéticas depende fundamentalmente de la pantalla de blindaje de los cables (pantalla de aluminio o acero-aluminio). Estas pantallas deben ser siempre de espesor adecuado a las exigencias internacionales y a condiciones de trabajo determinadas, de conti-nuidad constante y efectiva vinculación a tierra en todo su recorrido. Características mecánicas de la pantalla protectora electromagnética de los cables: 1 - Impermeabilidad 2 - Flexibilidad. 3 - Dureza. 4 - Resistencia a la intemperie. 5 - Resistencia a los agentes químicos. 6 - Resistencia a los golpes.

3. 3. 15. Relación señal a ruido

La relación señal a ruido, se expresa en valores de decibeles, dentro de un ancho de banda específico. Al relevar la información que se va a transmitir, se observa que se requieren máx i-mos valores de esta relación para satisfacer al cliente o hacer funcionar el equipo de recepción con un criterio específico. A tal efecto, se pueden especificar, en los equi-pos terminales correspondientes, las siguientes relaciones de señal a ruido S/R: - Voz: 30 dB - Videos: 45 dB - Datos: 15 dB Para los sistemas de TV, es mas frecuente el uso de la relación de la señal de po r-tadora del canal al ruido (C/R), pues indica la incidencia del de ruido como efecto de interferencia sobre la porción de señal de video, del canal. En las siglas inglesas la relación de señal a ruido se expresa como SNR (Signal to Noise Ratio) y la r elación de portadora a ruido como CNR (Carrier to Noise Ratio). En sistemas xDSL se debe garantizar entre el equipo ATU-C y el ATU-R un margen de 6 dB (ITU-T G.992.1 - Anexo G)

3. 3. 16. Tasa de Error Según establecen las normas (ITU-T G.821 G.992.1-9.5.1) se fija la Tasa de Error BER (Bit Error Rate), registrada en la duración de 24 horas. Se debe cumplir para

los sistemas vocales un BER de 10-6

, al igual que para los sistemas ISDN.

Mientras que para la transición de datos se requiere un BER menor de 10-7

, al igual

que para los sistemas ADSL. En las redes digitalizadas de enlaces locales con sis-

temas HDSL, se especifica un BER aun menor de de 10-9

.

Estos valores se deberán cumplir tanto en sentido downstream como upstream, m e-didos en el salón de transmisión de la central .

3. 3. 17. Atenuación y equivalencias en decibeles En una línea de longitud infinita, se podrá apreciar que la corriente ira disminuyendo progresivamente en su recorrido, de acuerdo a una relación exponencial:


20

Donde I1 corriente a la entrada de la línea

I2 corriente a una distancia l en la línea

constante de propagación

Esta expresión indica que el valor de la corriente disminuye cuanto mayor sea la dis-tancia recorrida, efecto indeseable que denominaremos atenuación de corriente. También podemos deducir, que esta atenuación se hace mas rápidamente mayor cuanto mayor es el valor de la constante de propagación. Por ello, será ventajoso que el valor de esta constante de propagación sea lo menor posible. Los ingenieros de la Bell Telephone Sytem ante la necesidad de establecer una uni-dad que permitiese expresar la reducción de la potencia a través de una línea, de-terminaron que una corriente de una frecuencia de 886 Hz a través de una línea constituida por un alambre de calibre AWG Nº 19, de 10 millas, presentaba una ate-nuación precisamente igual a 10 veces. Se tomo una frecuencia de 886 Hz por con-siderar que es la frecuencia que concentra la mayor energía vocal. Continuando el razonamiento, para una línea similar pero de una sola milla será: A este valor de atenuación se le llamó Unidad de Transmisión (UT), que luego tomó la denominación de decibel (valor decimal de un Bell). Si la atenuación se produce sobre una línea de dos millas, la atenuación total es el producto de las atenuaciones parciales, luego será la suma de sus exponentes, resultando: Para n millas es: Despejando n/10 aplicando logaritmos decimales, resulta: Siendo n atenuación en decibeles 10 coeficiente

P2 potencia de salida

P1 potencia de entrada

Así podremos definir como decibel, a la unidad relativa entre un valor de referencia y al valor relativo al observador, por ejemplo el valor de entrada y el valor de salida de un cierto sistema eléctrico, acústico, etc. , sistema que podremos llamar genérica-mente como una caja negra (Fig. 12).

I2 = I1 e-l

P2

P1

= 10

P2

P1

= 101/10

P2

P1

= 102/10

P2

P1

= 101/10

x 101/10

+ 101/10

P2

P1

= 10n/10

n 10

= log P2

P1

n = 10 log P2

P1

[dB]


21

Fig. 12 – Potencia de entrada y de salida Estos valores podrán tener la relación de tensiones eléctrica, corrientes, potencia, sonoridad, etc. En este caso se identifica el valor en decibel de potencia como: Para cada caso especifico, sus significados podrán expresar atenuaciones, aunque en su caso podrá indicar valores de amplificación. De acuerdo a la relación de los valores de salida y de entrada, se podrá diferenciar cada caso. Mediante la conven-ción de signos negativos o positivos, también se podrá dar uno u otro significado. Por ello en cada caso se deberá especificar la convención adoptada.

Si en un punto del sistema tenemos, un valor de potencia P2 que sea el doble de la

potencia de referencia P1, se obtendrá un nivel de amplificación en 3 dB:

Si tenemos un valor mitad del al referencial, se obtiene una atenuación de 3 dB: Las unidades derivadas del decibel más utilizadas son: dBm: nivel absoluto de potencia con respecto a 1 mW, expresado en decibel. dBu: nivel absoluto de tensión con respecto a 0.775 V, expresado en decibel. dBr: nivel relativo de potencia, en decibel, referido al punto origen de transmisión.

dBV: nivel absoluto de potencia con respecto a 1 V, expresado en decibel. dBm0: nivel absoluto de potencia medido con respecto a un punto de referencia ex-presado en dBm. dBrn: nivel referido al ruido perturbador en la transmisión telefonica. También se suele expresar los niveles en valores de Neper , definido en relaciones de logaritmos Neperianos, de base e = 2.71828. Sus equivalentes son: Relaciones relativas de tensión, expresadas en dB

P1 P2

caja negra

dB =10 lg P2

P1

1 Neper = 8.686 dB 1 dB = 0.115 Neper

dB = 10 lg 2 mW

1 mW dB = 10 lg 2 = 10 x 0.3 = 3 dB

dB = 10 lg 0.50 = 10 x (-0.3) = - 3 dB


22

La relación entre los dB de potencia y los dB de tensión, será determinada conside-rando que las potencias se toman, respectivamente sobre resis tencias de salida y de

entrada de igual valor R1:

Relaciones relativas de corrientes, expresadas en dB La relación entre los dB de potencia y los dB de corriente, será determinada en for-ma similar como: Relaciones absolutas de potencia, expresadas en dBm Vimos unidades relativas en dB, relacionadas sobre la base de valores relativos a una entrada o salida circuí tal. Para disponer de valores absolutos, deberemos rela-cionados a ciertos parámetros definidos. En equipos de radio para servicios de tele-fonía se toman niveles absolutos de potencia con referencia a 1 mW sobre una car-ga de 600 Ω, el que corresponde al nivel cero. Relaciones absolutas de tensión, expresadas en dBu Al tomar valores de tensión, generalmente se calibran los instrumentos en dBu. Para tomar valores en dBu se toma como referencia la tensión de 0.775 V, concer-tada como de 0 dBu. Si tenemos en un punto del sistema 1.55 V, o sea el doble de la tensión de referen-cia de 0.775 V, se obtendrá un nivel de amplificación de 6 dBu: Si tenemos un valor de 0.387 V, o sea el valor mitad del referencial, se obtiene un nivel de atenuación de 6 dBu:

I22 R1

I12 R1

dB = 10 lg

dB =10 lg P2

P1

P2 / 1 mW

P1 / 1 mW dB = 10 lg

dB = 10 lg P2

1 mW

P1 1 mW

- 10 lg N(dB) = N2 (dBm) - N1 (dBm)

I2

I1

dB =20 lg

dB =10 lg P2

P1

E22/ R1

E12/ R1

dB = 10 lg

E22

E12

dB =10 lg E2

E1

dB =20 lg

NdB =20 lg V volt

0.775 v

NdB = 20 lg 1.55 V

0.775 v NdB = 20 lg 2 = 20 x 0.3 = 6 dBu dBu


23

Relaciones absolutas de potencia en dBr, relativas a la potencia origen, El subíndice r nos indica que esa señal de 1 mW se inyecta en el origen del circuit o telefónico. Se adopta como origen, al equipo conmutador de larga distancia, desde donde se envía la señal, la que podrá ser mensurada en Watt, mWatt, etc. En este origen se tendrá el valor de 0 dBr. Relaciones absolutas de potencia en dBm0, relativas al dBm en el origen, El subíndice m nos refiere a un valor de potencia de 1 mW, mientras que el subíndi-ce 0 nos indica en este caso, que esa señal de 1 mW se inyecta en el origen del ci r-cuito telefónico (Fig. 13).

Fig. 13 – Variaciones del valor de dBm0 en un circuito Relaciones absolutas del ruido en dBrn, relativas al pW de potencia Los laboratorios de la Bell Telephone Sytem (USA), ya en los años de 1920 investi-garon el efecto perturbador del ruido sobre una conversación telefónica. Emplearon para ello un grupo de operadores expertos que compararan como recepcionaban distintos tonos interferentes, respecto con la potencia de una señal de audio de 1000 Hz, y que les produjese el mismo grado subjetivo de perturbación.

Como valor de referencia unidad se eligió una potencia de 1 pW (es decir 10-12

W, o

sea igual a -90 dBm), por significar al oído el nivel de perturbación mínimo. A este valor de referencia, se la denomino dBrn (por reference noise). Esta experiencia se aplico empleando el teléfono Western Electric, Tipo 144, con-feccionándose un grafico de curvas, denominadas de ponderación de las perturba-ciones. Posteriormente se introdujo el teléfono mejorado Tipo 300, con el cual se trazaron las curvas denominadas de compensación F1A. Como este telefono daba

N(dBr) =10 lg P2

P1

NdB = 20 lg 0.50 = 20 x (-0.3) = -6 dBu


24

una respuesta en aproximadamente 5 dB mejor, se estableció un nuevo nivel de re-ferencia, a -85 dB, llamado dBa (por dBrn ajustados). En los años de 1950 entro en servicio el teléfono 500, con una nueva curva de compensación distinta a las anteriores que se denomino Tipo C, y que correspondía a otra nueva unidad de referencia, el dBrnC. Las equivalencias al dBa son de: Con los modernos teléfonos digitales estas curvas toman otros criterios , pero si-guiendo la base expuesta. En el grafico se representan las curvas descriptas donde se puede observar el ancho de banda y las mejoras de la recepción, en cada uno de los tipos de aparatos bajo prueba (Fig.14).

Fig.14 -Curvas de compensación de ruido Como para efectuar las mediciones no es adecuado el uso de un voltímetro en la función de decibelímetro, por su movimiento errático, se creo un instrumento que midiese el volumen descrito por la curva, al que se lo llamo VU (por volume unit).

3. 3. 18. Atenuación en una línea Hemos visto, para la ecuación de la línea de transmisión, que la constante de ate-nuación es dependiente de la Impedancia Característica, la Capacidad Mutua y la Frecuencia aplicada a ella y esta expresada en dB/Km. La atenuación en una línea, mientras tanto, es la pérdida relativa de la potencia de la señal resultante de la propagación en la misma y se mide en decibel (dB). Se po-drá indicar algunos valores como referencia de la atenuación medida a 800 Hz, co-rrespondientes a distintas Capacidades Mutuas e Impedancias Características, es-pecificadas según su calibre:

CABLE CON AISLACIÓN DE POLIETILENO

Calibre del conductor

(mm)

Resistencia en CC

(Ohm/Km)

Capacidad mutua

(nF/Km)

Impedancia Característica

(Ohm)

Atenuación (dB/Km)

0.40 280 52. 1000 1.74

0.60 113 52 700 1.19

dBrnC = dBa + 6 dB


25

0.90 55 52. 450 0.77

3. 3. 19. Impedancia característica De acuerdo con las propiedades geométricas y eléctricas en la construcción de un cable multipar, sus conductores se comportan, con la circulación de la corriente eléctrica como un conjunto de resistencias y reactancias conectadas respectivamen-te en serie y en paralelo con la línea, lo que constituye la impedancia de la l ínea. Esta impedancia se corresponde al conjunto de parámetros que se opone al paso de una señal alterna. Se denomina Impedancia Característica, a la relación entre el vol-taje aplicado y la corriente alterna circulante, en un punto cualquiera de una línea de transmisión considerada como infinitamente larga. Una línea cargada con una terminación igual a su Impedancia Característica se con-sidera como de longitud infinita. La Impedancia Característica se determina por medio de los cuatro parámetros pr i-marios de la línea de transmisión (Resistencia, Capacitancia, Inductancia y Conduc-tancia) y se expresa según: Donde: Zo = Impedancia Característica de la línea expresada en Ohm.

R = Resistencia de anillo de la línea expresada en Ohm. C = Capacidad de la línea expresada en Faradios. L = Inductancia de la línea expresada en henrios.

W = 2 x f f = Frecuencia expresada en Hertz j = Factor imaginario

3. 3. 20. Equivalente de Referencia En la confección de los Planes Fundamentales de Transmisión, las líneas de acce-so, se delinean no solo examinando los parámetros de transmisión, como ser de r e-lación señal ruido o de la atenuación de la red, sino más bien valorizando la inteligi-bilidad permitida por ellas, haciendo intervenir conjuntamente los aparatos del abo-nado y a ellos mismos asociados. Es decir, más que comprobar el ruido de fondo o la amplitud de la señal, es necesa-rio analizar la calidad de transmisión que posibilite a los usuarios reconocer su voz. En los laboratorios de Ginebra, Suiza, la UIT estableció un patrón y creó un equiva-lente de referencia respecto a ese patrón. Se define como Equivalente de Referencia, de un aparato de abonado con su línea y su puente de alimentación, al valor que se obtiene en dB, en igualar con el Sistema de Referencia NOSFER (Nouvear Systeme Fundamental pour la determinaton des Equivalents de Reference), de la UIT-T, la intensidad de los sonidos vocales recibi-dos, midiendo valores manifiestos respecto al sentido de transmisión (Fig. 15) y al de recepción (Fig. 16).

=++= JWCGJWLRZ0


26

La suma de estos valores medidos son diferentes a la medición del sistema transm i-sión y recepción total, por lo que se debe efectuar una tercer medición para hallar el valor total (Fig. 17). Para realizar la medición se utiliza una serie de sílabas normalizadas (log otonos), cuyo contenido espectral sea lo más representativo de la voz humana, los que son transmitidos por un equipo de operadores expertos, y que tendrán que ser reconoci-das a igual valor de sonoridad y articulación. Para ello corresponderán diferentes valores de atenuación introducidos por los operadores receptores, cuantificando de esta forma en los valores de atenuación el Equivalente de Referencia, que ofrece un cierto grado de inteligibilidad. Se define así, el nivel relativo con que la palabra transmitida por un sistema telefónico determinado, llega al oído de la persona que escucha en el otro extremo. El principio de medición consiste en ajustar el atenuador variable, hasta que las sensaciones vocales se reciban con la misma sensación e inteligibilidad, en las po-siciones (A) de referencia y (B) de medición. Cada equivalente de referencia será la diferencia entre el valor (A) y el valor (B).

Medición

Sistema transmisor

Referencia

Sistema receptor

Fig. 15 - Sistema para hallar el ER en la Transmisión

Fig. 16 - Sistema para hallar el ER en la Recepción

Medición

Sistema receptor

Sistema transmisor

Referencia

Sistema transmisor Sistema receptor

Referencia

Medición

Fig. 17 - Equivalente de Referencia Total


27

Si el equivalente de referencia medido tiene un valor negativo, la intensidad sonora proporcionada por el sistema que se mide, es mayor que la del NOSFER, e inversa-mente si el equivalente de referencia medido tiene un valor positivo, significa que el sistema proporciona una intensidad sonora menor que el NOSFER. EQUIVALENTE DE REFERENCIA CORREGIDO Los Planes de Transmisión en algunas Administraciones se basan en el ERC, según la recomendación G.111 de la UIT-T. Actualmente estas consideraciones pierden consistencia, ya que las líneas de enla-ce entre las centrales locales y los centros interurbanos están constituidos integra l-mente por fibras ópticas, con atenuaciones compensadas a 0 dB. Sin embargo in-cluimos sus consideraciones a fines informativos para su eventual empleo. ERC en una conexión telefónica internacional Una conexión telefónica internacional se compone de tres partes, dos sistemas na-cionales, uno a cada extremo, más la cadena internacional. La cadena internacional está compuesta por una o más secciones a 4 hilos (2 pa-res). El Plan de Encaminamiento Telefónico Internacional (Recomendación E.171) limita a cuatro el número de secciones internacionales a 4 hilos (5 conmutadores). Asimismo, cada sistema nacional puede contar con uno o más secciones a 4 hilos, como circuitos a 2 hilos entre centrales locales. En general se limitan al número de 3 las secciones a 4 hilos, salvo en países de gran extensión que pueden alcanzar el número de 5 secciones a 4 hilos. Se denomina cadena a 4 hilos, a la cadena constituida por los circuitos a 4 hilos de la cadena internacional, más los circuitos nacionales a 4 hilos (Fig. 18).

Fig. 18 - Conexión internacional completa ERC en una conexión telefónica nacional Las recomendaciones G.111 y G.112 de la UIT-T fija en 15 dB como ERC para una conexión completa nacional, valor que las distintas administraciones tendrán en cuenta en la confección de sus Planes Fundamentales de Transmisión (Fig. 19).

Centro de conmutación local a 2 ó 4 hilos

Centro de conmuta-ción internacional

Central de conmutación local Centro de conmutación nacional

Local

conexión telefónica internacional completa

sistema internacional sistema nacional sistema nacional Local

cadena a 4 hilos


28

Fig. 19 - Conexión nacional completa

El ERC de 15 dB se distribuye en forma que se cumpla: 1. ERC del sistema terminal en transmisión 10.5 dB 2. ERC del sistema terminal en recepción - 2.5 dB 3. ERC del vínculo 7 dB Si consideramos en la constitución de los 15 dB, la suma de algebraica de 10.5 y -2.5, resulta 8 dB que se asigna al anillo de abonado local. ERC en un sistema de abonado con conexiones digitales En la digitalización de los conmutadores se debe aproximar al máximo la transición de 2 á 4 hilos al sistema de abonado, así como evitar tener en serie centrales de 2 hilos. En el caso del equipo del usuario con vínculo digital, los circuitos deben ser ajustados a un valor de atenuación entre 0 y 3 dB.

3. 3. 21. Cables pupinizados

En cable se pupiniza con la inserción de bobinas de autoinducción a intervalos pre-definidos. Estas bobinas, llamadas de pupinización tienen la función de cargar a un cable telefónico pareado con mayor autoinducción, en la finalidad de compensar su efecto intrínseco de capacidad mutua y así disminuir su valor de atenuación. Mediante la instalación sobre un cable de bobinas de carga, se crea un filtro pasa-bajo que dispone una cierta frecuencia de corte fc, con un valor dado por la ecua-ción: Los valores indicados son la autoinducción concentrada dada por las bobinas em-pleadas L y la capacidad del tramo de cable comprendida entre dos puntos de pup i-nización C. Mediante la pupinización variamos el efecto de atenuación en su relación a la fre-cuencia aplicada. La atenuación se reduce por debajo de la frecuencia de corte, pe-ro aumenta rápidamente después de ese punto (Fig.15).

Fig. 15 – Atenuación en los circuitos de cables Por la razón de que los cables pupinizados filtran las frecuencias superiores a la de corte, son vedados de emplear en las redes digitales, ya fuesen de transporte o de

fc = 1

LC

cable pupinizado

cable sin pupinizar

atenua-ción

frecuencia


29

acceso. Sin embargo aun se encontrarán sistemas cargados en muchas redes ana-lógicas existentes. Al proyectar las mismas bobinas de pupìnización es de importancia evitar los efectos de campos de dispersión y de su saturación. Por tal motivo se devanan los carr etes sobre núcleos anulares de forma toroidal. El material empleado para el núcleo se reduce a partículas muy pequeñas compactadas con cemento aislante, de esta fo r-ma se evitan las formaciones de entrehierros, para reducir la posibilidad de satura-ción. Si hubiese saturación se producirían distorsión no lineal, debido a la introduc-ción de frecuencias nuevas a causa de la alinealidad del las constantes del circuito (Fig. 16).

Fig. 16 – Sentido de arrollamiento sobre núcleo toroidal La atenuación, impedancia característica y la frecuencia de corte en una línea ca r-gada varían con el espaciamiento entre bobinas y con sus valores de inductancia. La frecuencia de corte puede elevarse disminuyendo el valor de autoinducción de cada bobina, disminuyendo el paso de separación entre bobinas, o ambos a la vez. Sin embargo, si se disminuye la autoinducción aumenta la atenuación y sistema e disminuye el paso se encarece el sistema, ya que su costo depende mayormente de la cantidad de bobinas y no de los valores de autoinducción de las mismas. Cada sistema de carga se codifica según el espaciamiento y la inductancia adopta-da. Para los espaciamientos se han codificado las siguientes distancias: Las bobinas podrán tener valores estándar en: 250, 175, 135, 88, 66, 50 ó 44 mH. Con estos valores podremos diferenciar las líneas cargadas, por ejemplo en B-135, B-66 ó H-66. Para el diseño de un sistema de cable pupinizado, las bobinas de carga deben estar colocadas a intervalos fijos y uniformes, para que produzcan el efecto de cargas dis-tribuidas. De no mantenerse esta condición traerá aparejado introducir mayores per-didas por efectos de reflexión. Además de reglar una separación determinada en toda la ruta del cable, para los tramos de sus extremos se deben de adoptar uno de los dos criterios siguientes: a) Colocar una bobina de valor en mH igual al adoptado para la ruta, pero f ijar los

tramos extremos con una separación mitad respecto a los tramos desarrollados a lo largo de la ruta.

b) Colocar las bobinas iniciales y finales en los mismos puntos extremos del circui-

to, pero con un valor mitad en mH al adoptado al dispuesto a lo largo de la ruta.

M – 2745 m H – 1830 m E – 1700 m D – 1372 m

B – 915 m C – 283 m A – 213 m


30

Al primer sistema se lo denomina terminación de “media sección”, y al segundo, ter-minación de “media bobina”. De tal forma un sistema de carga en H-66 con terminación en media sección tomará la estructura indicada en el diagrama (Fig. 17).

Fig. 17 – Diagrama de un cable pupinizado en H-66 Con las características eléctricas de un cable, de las bobinas y mediante las expre-siones matemáticas anteriormente proporcionadas, se podrá calcular para un cable con aislación de polietileno entre conductores, los valores de impedancia caracterís-tica, atenuación, y frecuencia de corte de cada sistema. Tomemos cables de distin-tos calibres, con las siguientes características:

LÍNEA NO CARGADA

LÍNEAS CARGADAS

Diámetro del conductor

L Autoinducción

R Resistencia

en CC

C Capacidad

Mutua

mm mH/sec mH/Km Ohm/Km F/secc F/Km

0.50

H66 36,1 188 0,102 0,056

B66 72,1 192 0,,51 0,056

B135 147,5 192 0,,51 0,056

0.65

H66 36,1 118 0,102 0,056

B66 72,1 118 0,,51 0,056

B135 147,5 118 0,,51 0,056

0.80

H66 36,1 76,4 0,102 0,056

B66 72,1 81,4 0,,51 0,056

B135 147,5 81,4 0,,51 0,056

H66 36,1 61,4 0,102 0,056


R Resistencia

en CC

C Capacidad

Mutua

Zo Impedancia

Característica

Atenuación

a 800 Hz en CC

mm Ohm Ohm/Km Ohm dB/Km

0,40 285,4 0,056 1029 1,73

0,50 182,8 0,056 824 1,38

0,65 180,0 0,056 633 1,06

0.80 71,4 0,056 515 0,86

0,90 56,4 0,056 458 0,75

1830 m 1830 m 1830 m 915 m 915 m

66 mH 66 mH 66 mH 66 mH


31

0.90 B66 72,1 66,4 0,,51 0,056

B135 147,5 66,4 0,,51 0,056

Se obtienen los valores siguientes:


Zo Impedancia

Característica

Atenuación

a 800 Hz en CC

fc Frecuencia

de corte

mm Ohm dB/Km Hz/secc

0.50

802 1,01 3885

1134 0,73 5495

1622 0,51 3830

0.65

802 0,60 3885

1134 0,45 5495

1622 0,31 3830

0.80

802 0,41 3885

1134 0,31 5495

1622 0,21 3830

0.90

802 0,33 3885

1134 0,25 5495

1622 0,17 3830

3. 3. 22. Sistemas de transposición

Los conductores de un cable están trenzados entre si para formar un par y a su vez son también retorcidos por cada grupo de pares formados en el cableado. Este pro-cedimiento reduce la influencia electromagnética entre pares, al igualar las tensio-nes inducidas en ambos lados de la línea. Este efecto de transposición fue aplicado ya en los primeros ramales aéreos cons-truidos con alambres desnudos en los albores de la telefonía. Al estar los conducto-res montados sobre aisladores instalados en travesaños, se situaban muy separados por lo que la influencia de cualquier línea eléctrica cercana paralela se induce dife-rencias de potencial que causaban altos valores de ruido en las líneas telefónicas. Estudiando la línea telefónica podemos reprensarla como constituida por impedan-cias en series (Fig. 18).

Fig. 18 – Acción de una transposición sobre una inducción electrostática Se ha introducido una transposición destinada a equilibrar las tensiones inducidas en ambos lados de la línea. Para lograr un equilibrio perfecto, debiera lograrse anu-

Zl;

Zl

b

E4

E1 E2

E3

a c

d

Za

Zl

Zl;

línea de energía inductora

línea telefónica


32

lar la tensión en los puntos a y b. Si E1 = E2 y E3 = E4 los puntos c y d tendrán po-tenciales iguales, aunque E1 no sea igual a E3 ó E2 nos sea igual a E4. Si E1 > E4 y E2 > E3, la corriente circulará en el sentido de las flechas. El punto a estará a un potencial superior al de c en la caída de potencial producida en la impe-dancia Zl; mientras que d tendrá igual diferencia de potencial con respecto a b. Ello significa que , no hallándose a y b al mismo potencial, habrá de circular una corrien-te interferente por la impedancia terminal Za. Acercando los puntos de transposi-ción, se consigue reducir la caída de potencial en las impedancias serie de la línea, y así perfeccionar la acción ecualizadora del método de transposición. La fem. Inducida por el campo magnético, queda por otra parte en serie con la im-pedancia de línea y por consiguiente se ecualiza independientemente de la impe-dancia entre transposiciones sucesivas. Veamos un diagrama de transposiciones pertinente a líneas de alambre desnudo con longitud máxima de 10,3 Km (Fig. 19).

Fig. 19 – Esquema de transposición usada por Bell System Un circuito fantasma permite disponer de un canal telefónico adicional aprovechando la instalación de cuatro hilos existentes. De esta sencilla forma se permite aumentar la capacidad del sistema en un 50% (Fig. 20).


33

También se deberán proveer transposiciones especiales que contemple a los circui-tos del sistema (Fig. 21).

Fig. 20 – Circuito telefónica fantasmas

Fig. 21 – Distintos tipos de transposición para circuitos fantasmas

3. 4. Dimensionamiento del sistema local

Se trata el dimensionamiento de un sistema local, desde el punto de vista de la transmisión aplicado al diseño de la planificación y la ingeniería de detalle. Las Redes Telefónicas Públicas Conmutadas RTPC, han sufrido considerables cam-bios durante los últimos años, en especial por la introducción de centrales digitales. Esto ha generado algunos cambios en la forma tradicional de aplicar ciertos concep-tos sobre niveles relativos y términos afines.

3. 4. 1. Premisas para el diseño Para diseñar una red de cables de plantel exterior en pares de cobre, desde el punto de vista de la transmisión, y poder hacer la inserción de sistemas digitales, se debe tener en cuenta fundamentalmente los límites de Resistencia en 1200 Ohm y Ate-nuación en 8 dB. Se tendrá que respetar los valores eléctricos requeridos, indicados en las Tablas l y Tabla ll. Asimismo, se mantendrán estos valores en el tiempo, mediante un correcto estado de conservación de los cables, para brindar un buen servicio. De la misma forma, se deberán respetar las características técnicas de los equipos a instalar y que estén en un todo de acuerdo con lo indicado para cada caso en las

físico 1

físico 1

físico 2

fantasma

físico 2

fantasma


34

correspondientes Especificaciones Técnicas de la Administración, lo indicado en el Plan de Transmisión Fundamental y las Recomendaciones emitidas por la UIT-T.

3. 4. 2. Dimensionamiento de troncales y accesos Las centrales de una zona local están interconectadas por medio de enlaces tronca-les locales. Según sea su longitud, estudio de tráfico de voz y de datos, dependerá el dimensionamiento del mismo. Debido a la cuantía comparativamente reducida de dichos troncales, respecto al número y longitud de los circuitos de abonados, resulta económico reducir al mínimo la atenuación en esta sección de la red. Un procedimiento aconsejable a utilizar en una red existente, es adjudicar 1/3 del equivalente de referencia total de extremo a extremo, a cada uno de los circuitos de abonado y 1/3 a la red troncal. Por ejemplo si un plan de transmisión actual, requiere un equivalente de referencia nacional de 24 dB, le corresponde 1/3 de 24 dB, es decir, 8 dB al troncal, mientras que los otros 2/3 serán asignados a los dos circuitos de acceso. Este mismo criterio de perdidas, se extiende a la red troncal nacional

3. 4. 3. Capacidad de troncales A diferencia de la red de acceso que requiere un estudio previo de la demanda, su ubicación y categorización, las redes de enlace entre centrales o entre centros i n-terurbanos requieren el análisis del tráfico pronosticado, para la determinación de la cantidad de circuitos a establecer en un tiempo determinado. Estos circuitos tronca-les representaran los requerimientos de pares o canales a establecer. Este valor de tráfico según el grado de servicio requerido se calcula mediante la s i-guiente fórmula de Erlang:

Donde

Eb = Tráfico en Erlang A = promedio de tráfico ofrecido n = cantidad de troncales En las recomendaciones Serie Q del ITU-T se han estandarizado tablas, desde don-de según los valores de tráfico y el grado de servicio requerido, se determina la can-tidad de tronos necesarios proveer.

3. 4. 4. Premisas para la red de acceso A fin de que la red de acceso digital cumpla con las condiciones de calidad de transmisión, manteniendo las condiciones técnico-económicas, los planificadores y diseñadores de la red de acceso, debe considerar para los cálculos de transmisión, los requisitos siguientes: Desechar la práctica de usar pares conexionados en múltiple, líneas de hilos desnu-dos, cables con aislamientos en papel, equipos electrónicos, bobinas de carga y sal-tos de calibres no consecutivos. Esto se debe a que al momento de adoptar la


35

transmisión digital para la red de acceso, se deben de restringir los factores de g e-neración de atenuación, diafonías y reflexiones. Los pares multiplados de conexiones en paralelo producen circuitos abiertos. Ello crea impedancias en el punto de empalme que podrían significar cortocircuitos para las frecuencias altas. Además se podrán producir faltas introducidas en los tr amos sin conectar a ningún equipo terminal. También, de esta forma la red se simplificara, por contener solamente empalmes rectos. Con ello se evita la producción de faltas propendiendo a la disminución de los costos por operación y mantenimiento. Las líneas de hilos desnudos, como los cables aislados en papel, están mas sujetas a las influencias del medio ambiente, como ser las perturbaciones electromagnéticas externas. Se evitará los cables que dispongan en algunos de sus pares equipos de onda por-tadora, como así los cables que empleen bobinas de carga. Los saltos de calibres producen atenuaciones y distorsiones en la señal, debido a la discontinuidad de la impedancia. Para disminuir sus efectos se realizaran solamente saltos de calibres consecutivos (de 0.40 á 0.60 mm y de 0.60 á 0.90 mm). El diseño impone:

Obtener la máxima longitud en calibre 0.40, en redes primarias y secundarias.

No se emplearan conductores de hilos desnudos.

No se emplearan pares multiplados.

No se admiten cables con equipos de onda portadora, ni bobinas de carga.

En la red primaria se admite un solo cambio de calibre.

No se admitirán cambios de calibre no consecutivos (0.40 á 0.90 mm).

En la red secundaria no se admiten cambios de calibre.

3. 4. 5. Cálculo del calibre de los conductores El diseñador, al dimensionar los calibres de sus cables, debe tener en cuenta los umbrales fundamentales establecidos, que son considerar una resistencia máxima del bucle de abonado de 1200 Ohm y una atenuación que no supere, a la frecuencia de prueba de 800 Hz, el valor de 8 dB.

UMBRALES FUNDAMENTALES ESTABLECIDOS

Resistencia máxima del bucle 1200 Ohm

Atenuación máxima admisible (a 800 Hz) 8 dB

Asimismo, se debe tomar los valores de las especificaciones técnicas de los cables en uso, para el dimensionamiento de la distancia máxima del circuito eléctrico, com-prendida entre el Repartidor General (bloque vertical) y el Punto de Conexión de Red (o roseta del aparato telefónico).

VALORES ESPECIFICADOS DE LOS CABLES EN USO (800 Hz)

Calibre 0.40 0.60 0.90


36

Ohm /Km 280 113 55

dB /Km 1.74 1.19 0.77

3. 5. Equipamiento electrónico en la red de acceso

Sobre la base de estudios técnico-económicos se podrá implementar distintos si sis-temas electrónicos en la red de acceso que permitan en cada caso disponer ciertas ventajas de servicio. Se deberá considerar las distintas condiciones de transmisión a perseverar, según el correspondiente proveedor de los equipos. Se dispondrá las condiciones habituales de trabajo, con buena conservación de la red de acceso.

3. 5. 1. CODEC Y MÓDEM Vimos que las señales digitales para ser transmitidas por canales analógicos, como lo provee la red telefónica existente se realiza mediante la utilización de la interfaz de modulación/ desmodulación o sea un MÓDEM. Mientras que las señales analógi-cas pueden transmitirse por canales digitales si se codifican previamente, emplean-do los equipos codificadores/ decodificadores, denominados CÓDEC.

3. 5. 2. Sistemas de multiplexado Un enlace puede proporcionar una buena calidad de transmisión en una gama de frecuencias considerablemente mayor a las señales que cursa. Esto lo inhabilita el procedimiento llamado multiplexación, el que permite combinar varias señales en una señal compuesta que se transmite por el mismo trayecto físico. Ello faculta au-mentar la capacidad de canales del enlace. Un sistema multiplexado consta de dos partes, una instalada como terminal lado central y otra como terminal lado abonado. Una tercera parte, está const ituida por la red de pares de acceso. El terminal remoto podrá estar ubicado en sótano, sobre postes, pedestales o fachada, próximo a los domicilios de los abonados a dar este servicio. Funciona de manera bidireccional todo el tiempo (full dúplex), proporcionando 2 ó más canales, usando solo un ó más pares. Se proporcionan distintas capacidades, según su finalidad de uso. Los equipos más utilizados son los que mediante un par se puede servir otro abonado llamado 1x2, también en la relación de un par a 4 abo-nados: 1x4, o de uno a once abonados: 1x11. Son de aplicación en los casos de salvar saturación de cables y/o canalizaciones, postergando las inversiones, solicitudes por acontecimientos temporales, demandas de servicio imprevistos o salvar contingencias de conservación, manteniendo la con-tinuidad de servicio.

3. 5. 3. Sistemas concentradores Otra forma de incrementar la eficiencia de la red de acceso es empleando equipos concentradores. Estos concentradores permiten que un conjunto de abonados com-parta cierto número de líneas alimentadoras de un área de distribución.


37

Un sistema concentrador consta de tres partes, una instalada en la oficina central que funciona como maestro, otra distante ubicada en el área de distribución que funciona como esclavo remoto de aquella y una tercera parte que es el vínculo de transmisión del maestro al esclavo. El órgano esclavo corresponde a un equipo de conmutación. Es interesante presentar el análisis técnico-económico de aplicación de un concen-trador de líneas de abonados. En la figura siguiente se indica en trazo grueso las distintas alternativas de aplicación, de menor costo según su distancia a la central. Se han considerado los costos de par Km, el costo de instalación y mantenimiento del concentrador y los límites de transmisión de cada calibre respectivo. (Fig. 20)

Fig. 20 - Aplicación de un concentrador de líneas de abonados

3. 5. 4. Sistemas de banda ancha Se define como servicio de banda ancha al que se entrega con un ancho de banda superior a 2 MHz, aunque transitoriamente se comercialice a menores valores. Estos valores siempre dependerán de la longitud del enlace del abonado hasta su central. Los sistemas comercializados al presente de banda ancha, en los diferentes están-dares xDSL, permiten ofrecer servicio de telefonía básico y de datos como ser Inte r-net al mismo tiempo y con distintas velocidades digitales, o solamente ofrecer alta velocidad digital para datos:

Tecnología HDSL (High Speed DSL), la misma no puede coexistir con la tele-fonía básica y alcanza una tasa de transferencia de datos de hasta 1.5 Mb/s.

Tecnología IDSL (ISDN sobre DSL), puede coexistir con telefonía básica y a l-canza una tasa de transferencia de datos de hasta 128 Kb/s.

Tecnología ADSL (Asymmetric DSL), en este caso posibilitando utilizar ambos servicios (voz y datos) simultáneamente sin interferencia de un servicio sobre el otro, la frecuencia máxima utilizada en estos casos es de 1.104 MHz, para obtener una velocidad de datos de hasta 8 Mb/s.

Tecnología VDSL (Very High Bit Rate DSL), tecnología impulsada para pro-veer TV, alcanzando una velocidad de datos de hasta 52 Mb/s.

miles de $

200-0.90 200-0.60

200-0.40

50-0.90

50-0.60

50-0.40

concentrador

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Km


38

PARÁMETROS PRIMARIOS POR TECNOLOGÍA

PARÁMETRO SBT ISDN HDSL ADSL

Resistencia Óhmica

/ Km

280 – 0.40 mm 113 – 0.60 mm 55 – 0.90 mm

350 - 0.40 mm 222 – 0.60 mm 170 – 0.90 mm.

350 - 0.40 mm 222 – 0.60 mm 170 – 0.90 mm.

350 - 0.40 mm 222 – 0.60 mm 170 – 0.90 mm.

Inductancia (0-300 KHz)

mH / Km

587– 0.40 mm 699- 0.60 mm 750– 0.90 mm

551– 0.40 mm 580- 0.60 mm 589– 0.90 mm

551– 0.40 mm 580- 0.60 mm 589– 0.90 mm

551– 0.40 mm 580- 0.60 mm 589– 0.90 mm

Capacidad (+de 30 pares)

nF/Km

52 +/- 2 0.40, 0.60, 0.90

mm

52 +/- 0.40, 0.60, 0.90

mm

50 – 0.40 mm 45 – 0.60 mm 40 - 0.90 mm

50 – 0.40 mm 45 – 0.60 mm 40 - 0.90 mm

Resistencia de Aislación (*)

>3 G/Km -1°

>1.5 G/Km - 2° 0.3 G/250 V 800 M á 500 V

600 M á 500 V

Desbalance de Resistencia

3 3 3 3

Rigidez Dieléctrica

Vcc = 10 KV Durante 3 seg.

Vcc = 10 KV Durante 3 seg



Desequilibrio de capacidad. par- par

410 pF/ 500 m á 1 KHz

410 pF/ 500 m a 1 KHz

410 pF/ 500 m a 1 KHz

410 pF/ 500 m a 1 KHz

Desequilibrio de capacidad par-tierra

pF/Km

574 – 0.40 mm 490 - 0.60 mm 495 - 0.90 mm.

574 – 0.40 mm 490 - 0.60 mm 495 - 0.90 mm

574 – 0.40 mm 490 - 0.60 mm 495 - 0.90 mm

574 – 0.40 mm 490 - 0.60 mm 495 - 0.90 mm

(*) 1º cables primarios - 2º cables secundarios, SBT Servicio Básico de Telefonía

PARÁMETROS SECUNDARIOS POR TECNOLOGÍA

PARÁMETRO SBT ISDN HDSL ADSL

Atenuación 36 dB

á 400 Hz 36 dB

á 40 KHz 35 dB

á 260 KHz 61 dB

á 300 KHz

NEXT Despreciable -74 dB

a 80 KHz -55 dB

á 110 KHz -55 dB

á 110 KHz

FEXT Despreciable Despreciable Despreciable Despreciable

Tasa de Error Despreciable BER = 10-6 BER = 10-9 BER = 10-7

Ruido Blanco Despreciable -48 dBm á 320 KHz

- 60 dBm á 320 KHz

- 48 dBm á 320 KHz

Relación Señal Ruido

Despreciable 6 dB 6 dB 6 dB

Ruido Impulsivo

----- <25 impulsos<

-21 dBm/15 min.

<25 impulsos<

-21 dBm/15 min.

<25 impulsos<

-21 dBm/15 min.

Cu = 0.40 mm

1.2 K

1.74 dB /Km 800 Hz

Rec. 4.6 Km

9.5 / 11 dB / Km á 40 / 80 KHz Rec.3.5 Km

13.9 dB / Km á 260 KHz

Rec. 2.51 Km

14 dB / Km á 300 KHz

Rec. 4.3 Km

Cu = 0.63 mm

1.2 K

1.19 dB /Km 800 Hz

Rec. 6.7 Km

5.3 /6.2 dB / Km á 40 /80 KHz Rec. 6.5 Km

10.7 dB / Km á 260 KHz

Rec. 4.3 Km

8.9 dB / Km á 300 KHz

Rec. 6.8 Km

Cu = 0.90 mm

1.2 K

0.77 dB /Km 800 Hz

Rec. 10.0 Km

3.2 / 4.5 dB / Km á 40 / 80 KHz Rec. 10.6 Km

5.73 dB / Km á 260 KHz

Rec. 6.1 Km

5.9 dB / Km á 300 KHz

Rec. 10.3 Km


39

La tasa de transferencia de cualquiera de los sistemas comercializados en el seg-mento de banda ancha, siempre depende de la calidad y longitud del par de cobre. Por lo tanto, para brindar un servicio con estos estándares es necesario como mín i-mo cumplir con los requisitos en parámetros primarios y secundarios en las líneas de acceso, establecidos por los operadores para cada sistema:

3. 5. 5. Cálculo del alcance de equipos ADSL El cálculo del alcance de una línea para sistemas ADSL se realiza según las reco-mendaciones publicadas por el ITU-T, según las especificaciones del ETSI. En las mismas se tiene en cuenta el ruido ETSI-A que vincula las interferencias de-bidas a radios AM cuyas portadoras se hallan en la misma banda de frecuencias que la utilizada por los sistemas ADSL, es decir alrededor de 1 MHz. El ITU-T especifica una tabla que muestra la relación entre la tasa de transferencia establecida en 576 / 128 Kb/s de downstream / upstream y la longitud máxima del bucle de abonado, en función del calibre del conductor, considerando ruido ETSI -A y una atenuación máxima de 60 dB, a 300 KHz.

RELACIÓN DE ATENUACIÓN Y TASA DE VELOCIDADES considerando ruido ETSI-A


(mm)

Longitud del bucle

(Km)

Velocidad de transmisión (Kb/s)

Atenuación 300 KHz (dB/Km) Downstream Upstream

0.40 4.2 576 128 60

0.60 6.7 576 128

0.90 10.2 576 128

Sin embargo, los valores de alcances máximos serán calculados teniendo en cuenta las limitantes en 8 dB de atenuación y de 1200 Ω de resistencia máxima admisible, a 800 Hz, estipuladas anteriormente para los diseños, y los valores especificados de atenuación en dB/Km y resistencia en Ω/Km para los cables (Tabla I y Tabla II).

LONGITUDES MAXIMAS DEL LOOP

Se aprecia que las longitudes máximas serán definidas para el peor caso, conside-rando ambos factores resistencia y atenuación. Este valor de loop máximo se mult i-plica por el de atenuación a 300 KHz, hallando la atenuación máxima admisible para ese loop.


(mm)

Atenuación del loop a 800 Hz (dB/Km)

Longitud del loop

por atenuación

(Km)

Resistencia del loop a 800 Hz

(Ω/Km)

Longitud del loop

por resistencia

(Km)

0.40 1.74 4.6 280 3.4

0.60 1.19 6.7 113 8.85

0.90 0.77 10.2 55 18.2


40

3. 6. Alta capacidad en sistema HFC

La principal contribución al progreso en cable ha sido dada por la arquitectura híbri-da fibra coaxial (HFC), el video digital y la compresión digital de video, que han permitido el gran incremento de la cantidad de canales en cable dentro de un mer-cado en competencia. Este sistema debe contemplar parámetros estrictos a cumplir. En este apartado, se adicionan algunas consideraciones, ofrecidas fuera de la nor-mas para las redes clásicas de pares trenzados. Para ello, se han tomado los datos emitidos por el FCC de USA, para sistemas de CATV. Estas consideraciones tam-bién son válidas para redes de datos, y por lo tanto sirve de complemento para la constitución de las nuevas redes de telecomunicaciones.

3. 6. 1. Factor de ruido y de distorsión El diseño de la red debe tener en cuenta, que cada elemento activo adicionado agrega un cierto grado de distorsión y ruido a la señal. Cualquier elemento no lineal, como ser un conector bimetálico produce distorsión. La principal contribución de distorsión es producida por los amplificadores, puesto que estos al estar conectados en cascada acumulan sus efectos sobre la señal. El ruido podrá provenir de variadas fuentes. La mayor fuente de ruido esta constitu i-da por el movimiento térmico aleatorio en componentes electrónicos (ruido Random). Para un cable a 20ºC de temperatura ambiente, el ruido térmico en un canal, será de 1.1 mV ó -59.1 dBmV, considerado el mínimo valor de ruido o nivel piso. La relación en Watt permite la comparación de sistemas en señal ruido (S/R). Es mas frecuente el uso de la relación de la señal de portadora del canal al ruido (C/R), pues indica la incidencia del de ruido como efecto de interferencia sobre la porción de señal de video, del canal. En las siglas inglesas la relación de señal a ruido se expresa como SNR (Signal to Noise Ratio) y la relación de portadora a ruido como CNR (Carrier to Noise Ratio). Cuando el valor de C/R decrece, la señal sobre pantalla de video se presenta como una lluvia. Un buen diseño mantendrá un valor a 46 dB, preferentemente entre 48 dB y 50 dB, cuando la relación es de 40 dB la señal es cuestionable. El incremento de la señal aumenta esta relación y también incrementa el nivel de distorsión. La distorsión, causada en los amplificadores de CATV con electrónica sólida, afecta la señal de salida en su ancho de banda. Los modernos amplificadores cancelan las distorsiones por batidos de segundo orden compuesto CSO (Composite Second Or-

Longitud máxima del

loop (Km)

Atenuación del loop

a 300 KHz (dB/Km)

Atenuación del loop

a 300 KHz (dB)

3.4 14 47.6

6.7 8.9 59.63

10.2 5.9 59


41

der Beats), siendo entonces preponderante la distorsión llamada de batido triple compuesto CTB (Composite Triple Beats). Sus parámetros determinan la cantidad de amplificadores a colocar en cascada y la distancia a cubrir. Luego el sistema de cable estará limitado por un piso dado por el factor de ruido, definido como portadora / ruido (CNR) y un techo dado por un factor de distorsión, definido como batido triple compuesto (CTB). Ello acota principalmente, la cantidad de amplificadores a colocar en cascada (Fig. 21).

Fig. 21 - Convergencia de los factores de distorsión y ruido Para un sistema a 300 MHz con 46 dB de CNR y 53 dB de CTB permite colocar 46 amplificadores troncales. La relación señal a distorsión SDR (Signal to Distortion Ratio) determina las cond i-ciones de los ramales de distribución, mientras que la relación señal ruido afecta al diseño de los cables troncales, aun cuando estos son actualmente suplantados por diseños con fibras ópticas. Otros factores limitan el diseño del cable, como ser la distorsión en función de la carga de canales, y el incremento de la atenuación en función de la frecuencia.

3. 6. 2. Retardo de grupo Los amplificadores bidireccionales muestran un retardo de grupo como resultado del filtrado de banda. Tal filtrado ocurre en las estaciones cabeceras y concentraciones en los procesos de modulación de los canales. El efecto visible es la pérdida de r e-solución en la pantalla de video.

3. 6. 3. Reflexiones de las señales

Las reflexiones de la señal ocurren en la planta cabecera y en las redes externas, por originar microreflexiones. Estas están causadas por desadaptaciones de impe-dancias y se determina hallando los valores de pérdidas de retorno. Sus efectos son visibles en pantalla de video, como una segunda imagen, como imagen fantasma.

3. 6. 4. Ruido de fase


42

El ruido de fase es adicionado a la señal original a través de la modulación y con-versión de frecuencias. Este ruido de fase, medido a 20 KHz desde la portadora de video en el canal de TV, produce variación en el nivel de iluminación y cromatismo, apareciendo en pantalla un rayado de líneas.

3. 7. Transmisión de voz, datos y video

Se debe encarar el adaptar los equipos de transmisión en las RTPC existentes, a la transmisión de datos, Internet, como así las transmisiones de video (videoteléfono, teleconferencia, televisión en multicasting y broadcasting).

3. 7. 1. Parámetros de transmisión digital

Los equipos de transmisión diseñados para manejar el tráfico de voz tienen caracte-rísticas que suelen retrasar la transmisión de dígitos binarios , produciendo los efec-tos indeseables denominados latencia y jitter . Para poder transmitir datos sobre los equipos de voz, es decir, en la red telefónica, se requiere convertir los datos dentro del rango de las frecuencias de voz. El equipo que realiza esta conversión de la señal es un modulador /demodulador, denomina-dos habitualmente módem de datos. Los problemas más frecuentes en la transmisión de datos sobre circuitos analógicos, es decir, sobre la red telefónica existente son:

- Distorsión por retardo - Distorsión por atenuación - Ruidos - Variaciones de los niveles - Perdida en la translación de datos - Fluctuación de fase

Además de considerar los parámetros que afectan la transmisión en las líneas, pue-den citarse factores de degradación introducidas por los equipos de conmutación y transmisión empleados, los que fijan la calidad de un canal de transmisión y afectan la calidad de transmisión de una red:

a) Índice de sonoridad y atenuación b) Ruidos del circuito c) Distorsión de atenuación d) Diafonía e) Interferencia a una sola frecuencia f) Modulación parásita g) Efectos de errores en sistemas digitales o tasa de error. h) Declinación del equivalente de transmisión i) Distorsión no lineal j) Distorsión de fase k) Deslizamiento de frecuencia l) Eco m) Transitorios de ganancia y de fase n) Distorsión por codificación o) Distorsión por retardo de grupo p) Tiempo de transmisión en un sentido

3. 7. 2. Capacidad del canal


43

Podemos obtener la capacidad del canal del lado receptor si se aplica la expresión matemática formulada por Claude E. Shannon, para un canal de voz común, es de-cir, a un canal gaussiano de banda limitada: Donde:

C = capacidad del canal en [b/s]. W = ancho de banda [Hz] S/N = relación señal a ruido Por lo tanto, cuanto mayor sea la relación de la señal respecto al ruido, mayor será la capacidad del canal. Es decir, si tenemos un W = 5000 Hz, vamos a obtener una tasa de transferencia de hasta 56 Kb/s. Al mismo tiempo, para hallar la capacidad del canal del lado transmisor, aplicamos la relación enunciada por Harry Nyquist: Donde:

C = capacidad del canal [b/s]. B = ancho de banda [Hz] M = cantidad de niveles Para la transmisión de datos a 5000 Hz, por la red telefónica conmutada que dispo-ne de un ancho de banda de 300 á 3400 Hz, se debe cumplir que la potencia máx i-ma de la señal aplicada a la línea telefónica física de abonados por el aparato de abonados no debe superar el valor de:

1 mW

Asimismo, cuando la señal es transmitida por un canal de transmisión a frecuencia portadora o digital, el nivel no debe exceder:

-13 dBm0

Es decir, que el nivel de la señal de datos, medido en la entrada de un circuito na-cional o internacional, no debe exceder ese valor, siendo la frecuencia central de emisión de:

1800 Hz El valor máximo de la potencia media, en los sistemas por los que se transmiten t o-nos con modulación de amplitud, no debe superar:

-13 dBm0

Las velocidades binarias para las transmisiones de datos en la red conmutada han evolucionado desde: 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14.400, 19.200, 38.400 hasta los 56.000 b/s actuales. El umbral de recepción de los receptores de los datos es generalmente de:

-43 dBm

3. 8. Consideraciones generales

)1(2

logN

SWC +×=

MBbpsC

2log2 ××=


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Los objetivos de diseño actuales se basan en reducir las condiciones degradantes para satisfacer los servicios de telefonía y transmisión de datos. Sin embargo, pue-de requerirse la aplicación de medidas especiales cuando deban introducirse en la red, o partes constitutivas de la misma, servicios cuyas exigencias sean más rigur o-sas como por ejemplo el servicio de video. Algunas de estas degradaciones resultarán reducidas con el avance de la digitaliza-ción en las redes de cobre y ópticas. La evolución hacia una red totalmente digital está dando como resultado un gran número de conexiones menos complicadas que reducen la distorsión total por retardo de grupo y garantizan una calidad de transm i-sión adecuada, tanto en las redes locales, como en las redes interurbanas e interna-cionales.

En cuanto a la tasa de bit errados BER (Bit Error Rate), si es menor o igual a 10–6

,

no se producen repercusiones importantes en los servicios en banda vocal, pero si para una red de transmisión de datos y los sistemas ADSL, los cuales requieren un

BER menor a 10-7

. En las redes digitalizadas de enlaces locales con sistemas HDSL,

se especifica un BER aun menor de de 10-9

.

El punto anterior da una visión general de los valores límites que pueden tomar cada uno de los parámetros individuales para conservar una calidad de transmisión acep-table. Sin embargo, hay que considerar también los efectos de la combinación de aquellas degradaciones que puedan producirse simultáneamente en una conexión. Para el caso más desfavorable, en que todas las degradaciones alcanzan el valor límite permitido, se produciría seguramente una calidad de transmisión inaceptable, por ello se requiere considerar la acumulación simultánea de las degradaciones. Por otra parte, también hay casos en que una degradación enmascara el efecto de otra. En ese caso, es conveniente señalar que, de una manera general, la percep-ción por parte del usuario de la calidad de un producto o servicio viene determinada por el grado en que se cumplen sus expectativas. Así, para la calidad de transmisión de las señales de voz, el planificador de la transmisión debe considerar en la actualidad, dos categorías: 1) Calidad de Redes Telefónicas Públicas Conmutadas RTPC: Calidad media de

servicio de las conexiones de la red telefónica pública conmutada, es decir, bue-na inteligibilidad con una correcta identificación del usuario y naturalidad, adm i-tiendo sólo pequeñas degradaciones perturbadoras.

2) Calidad de Radiocomunicación: Calidad que se observa en muchos sistemas mó-

viles, caracterizada por una buena inteligibilidad y capacidad de identificación del usuario, pero con cierta pérdida de la calidad comparada con la calidad de las RTPC.

En los diseños de las próximas redes digitalizadas NGN, las nuevas pautas son, igualar el mas alto grado la calidad del servicio, sin considerar diferenciación alguna de red.

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CAPÍTULO 3 PLANIFICACIÓN DE LA INGENIERÍA DE TRANSMISIÓN. CAP 3 - TRANSMISI… · INGENIERÍA DE TRANSMISIÓN 3. 1. Plan de Transmisión El Plan de Transmisión, es una parte