Un par trenzado es una línea simétrica formada por dos hilos conductores enrollados en una hélice uno alrededor del otro. El propósito principal de esta configuración es limitar la sensibilidad a la interferencia y diafonía en cables multipar.
En francés, "par simétrico" es, en telefonía , sinónimo de "par trenzado".
Los pares trenzados se encuentran en telefonía, electroacústica , instrumentación y transmisión de datos informáticos, campo en el que han experimentado un importante desarrollo. También se utilizan en cables de alimentación, con el fin de reducir sus emisiones.
La transmisión de una señal eléctrica está sujeta a interferencias electromagnéticas , que primero se reducen mediante una conexión simétrica con señalización diferencial , en la que la diferencia de voltaje entre los dos conductores transporta la información. El receptor elimina las perturbaciones que se originan a cierta distancia, que también afectan a los dos conductores de la línea.
Cuando dos pares simétricos corren en paralelo, se forman enlaces inductivos y capacitivos entre ellos. La señal de uno se encuentra en la señal del otro. A esto se le llama diafonía . Torcer los pares, en un tono diferente para cada fila, ayuda a reducir este efecto. Cuando la línea es corta, la diafonía es débil de todos modos. Cuando la línea es larga, las parejas a veces están en fase, a veces en oposición de fase, cancelando sus efectos.
Mantener la distancia entre pares de cables mantiene la impedancia característica de la línea de transmisión , con el fin de suprimir los reflejos de la señal en las conexiones y al final de la línea. Las restricciones geométricas (grosor del aislamiento / diámetro del cable) mantienen esta impedancia alrededor de 100 ohmios:
El número medio de torsiones por metro forma parte de la especificación del cable. Cada par de cables se tuerce de forma ligeramente diferente para evitar la diafonía.
El principio del par trenzado aparece en las transmisiones telegráficas y telefónicas tan pronto como se hacen en pares, y no por retorno de corriente a través de la tierra. Al rotar ciertos pares de un cuarto de vuelta, de un poste a otro, reducimos la interferencia: lo que influye en la línea entre dos postes se debilita dos postes más por la interferencia en la fase de oposición. Al utilizar, en lugar de cables desnudos espaciados 30 cm entre sí , cables que contienen los dos conductores más cercanos entre sí, ligeramente retorcidos, la influencia del campo electromagnético circundante disminuye sustancialmente. La técnica se vuelve más necesaria a medida que la multiplexación aumenta el ancho de banda necesario y disminuye el nivel de la señal. Los cables que contienen pares trenzados se utilizaron en cables de redes telefónicas conmutadas alrededor de 1920. La cubierta exterior de los cables era de plomo y el aislamiento de los cables de papel se cubría con una capa de esmalte o goma laca . La torsión es favorable no solo al rendimiento eléctrico, sino también a la resistencia mecánica. Si los conductores no estuvieran torcidos, la torsión en el plano del par sería mucho más perjudicial que en la dirección perpendicular, estando el conductor externo sometido a una alta tensión mecánica y el dieléctrico entre los dos a compresión. Las siguientes mejoras se refieren al aislamiento de polietileno , que mejora la simetría del par.
El desarrollo de las telecomunicaciones condujo a más estudios eléctricos y al desarrollo de la teoría de las líneas de transmisión . La industria fabrica cables para el teléfono con hasta 25 pares trenzados en diferentes pasos para reducir la diafonía. Los estudios de grabación y las emisoras de radio y televisión, cuyos requisitos son mayores, están estudiando el uso de estos cables, pero en cualquier caso solo se utilizan para frecuencias de hasta unas pocas decenas de kilohercios.
A fines de la década de 1980, la digitalización de la señal de audio condujo por primera vez a un mejor rendimiento, lo que llevó a un nuevo examen del cable. La transmisión de la señal digital requiere un aumento de frecuencias, llegando a unos pocos megahercios. Los cables de par trenzado blindados que se utilizan normalmente en aplicaciones electroacústicas deben definirse con mayor precisión. Debe cumplir con estrictos estándares de compatibilidad electromagnética . La industria electroacústica y la radiodifusión definen el par trenzado AES / EBU para la transmisión digital de los dos canales de la señal estereofónica .
La transmisión digital de alta velocidad en redes informáticas comenzó con el cable coaxial disponible comercialmente para su uso en radio y televisión. Los estudios que condujeron a optimizaciones del par trenzado permitieron entonces su uso. Al principio del XXI XX siglo, las redes utilizan con frecuencia la Categoría de cable 5 y superior, basado en un conjunto de cuatro pares trenzados a no calculado para minimizar la interferencia. Estos cables son más flexibles y resistentes que los cables coaxiales y sus conectores son menos costosos.
Para limitar la interferencia, los pares trenzados suelen estar blindados. Como el blindaje es conductor, también constituye una referencia de tierra, lo que puede provocar problemas de interferencia de baja frecuencia, en caso de una falla en el sistema de tierra de la fuente de alimentación. El apantallamiento se puede aplicar individualmente a los pares o al conjunto formado por ellos. Cuando el blindaje se aplica a todos los pares, hablamos de blindaje.
Hay varios tipos de pares trenzados:
Los cables de audio analógico móviles de baja frecuencia, fuera de las instalaciones fijas, generalmente usan blindaje trenzado, lo que da como resultado un cable más suave, que es más resistente a torsiones repetidas y transmite menos vibraciones mecánicas.
La norma internacional ISO / IEC 11801 sobre cables de transmisión de telecomunicaciones proporciona las configuraciones de cables compuestos por pares trenzados.
La designación del cable indica su configuración de forma abreviada. La abreviatura TP ( " par trenzado " ) indica uno o más pares trenzados, TQ ( " cuádruple trenzado " ) si es un cuádruple o un cuádruple . Las letras precedentes, como el adjetivo en inglés, indican blindaje. El de todo el cable, seguido de una barra, precede a la descripción de los pares.
| Uso común | ISO 11801 | Blindaje de cable |
Par de escudo |
|---|---|---|---|
| UTP | U / UTP | No | No |
| Por favor | S / UTP | trenzado | No |
| FTP, STP | F / UTP | banda | No |
| SFTP, S-FTP, STP | SF / UTP | trenza, tira | No |
| Por favor | U / FTP | No | banda |
| SSTP, SFTP, STP | S / FTP | trenzado | banda |
| FFTP, STP | F / FTP | banda | banda |
| SSTP, SFTP, STP | SF / FTP | trenza, tira | banda |
Los cables UTP se clasifican según la integridad de la señal. Estas diferentes categorías están ratificadas por las autoridades estadounidenses de normalización ANSI / TIA / EIA, europea CENELEC 50173 , internacional ISO 11801 , u otras. El estándar francés que define el cableado estructurado utiliza la versión europea, y la siguiente traducción se denomina: NF / EN 50173-1 .
El concepto de "grados de cable" 1 y 2 utilizado inicialmente por un distribuidor, el primer estándar EIA / TIA 568 de 1990 comenzó a numerarse oficialmente en 3.
Categoría 3 La categoría 3 es un tipo de cableado probado a 16 M Hz . Este tipo de cable en la actualidad se utiliza principalmente solo para telefonía en el mercado comercial, tanto para líneas analógicas como digitales (sistemas telefónicos, por ejemplo: Norstar, etc. ). También se utiliza para redes Ethernet (10 Mb / s ). Este tipo de cableado ha sido abandonado desde 2007 por los operadores a favor de cables de categoría 5 o superior, tanto para transmisión de voz como de datos . El código de color es amarillo, verde, rojo, negro. En los sistemas xDSL , el verde y el rojo se utilizan para transmitir datos. Categoría 4 La categoría 4 es un tipo de cableado probado a 20 MHz . Este estándar se utilizó principalmente para redes Token Ring de 16 Mbit / s o redes 10BASE-T . Fue reemplazado rápidamente por las categorías 5 y 5 . En ANSI / TIA / EIA-568B (2011), solo se describe la Categoría 3 . Categoría 5 / Clase D La antigua categoría 5 permite un ancho de banda de 100 MHz y un rendimiento de hasta 100 Mbit / s . Este estándar permite el uso de 100BASE-TX , así como diversas aplicaciones de telefonía o red ( Token ring , ATM ). La categoría 5 es obsoleta y se reemplaza por la categoría 5e. Tenga en cuenta que la norma ISO 11801, desde la versión 2000, cambió el nombre de la nueva categoría 5e a la categoría 5, mientras que la norma norteamericana conserva el término “5º”. Categoría 5e / clase De La Categoría 5e ( mejorada ) puede permitir una cantidad de información de hasta 1 Gbit / s . Es un tipo de cableado probado a 100 MHz (apareció en el estándar TIA / EIA-568B). El estándar es una adaptación de Categoría 5 , mejorada para permitir Gigabit Ethernet . No se especifica el tipo de blindaje ni la longitud de emparejamiento. En la norma ISO 11801 desde el año 2000, esta categoría se conoce Categoría 5 / Clase D . Categoría 6 / clase E La Categoría 6 es un tipo de cable probado hasta 250 MHz . En teoría, debería permitir 1000Base-TX, funcionando a 200 MHz en 2 × 2 pares simplex en lugar de 77 MHz en 4 pares full duplex . Esto debería reducir los costos de producción de las interfaces de red. Ningún fabricante siguió y el 1000base-TX no existe. Por otro lado, gracias a una menor resistencia, el cable de categoría 6 sigue siendo ventajoso en comparación con el de categoría 5e para el uso de PoE donde permite ahorrar energía. Categoría 6a / clase Ea Ratificado el 8 de febrero de 2008, el estándar 6a es una extensión de la categoría 6 con un ancho de banda de 500 MHz (estándar ANSI / TIA / EIA-568-B.2-10). Este estándar permite el funcionamiento de 10GBASE-T . En el estándar internacional, "6a" se escribe como "6 A ") Categoría 7 / clase F La categoría 7 se prueba a 600 MHz . Permite el enrutamiento de una señal de televisión modulada en banda VHF o UHF , pero no en banda satelital (que requiere un ancho de banda de 2200 MHz ). La categoría 7 no reconoce el conector RJ45 y, en cambio, reconoce otros 3 : categoría 7a 1 GHz que sube a 10 Gbit / s , al igual que las categorías 6a y 7 . Por otro lado, el conector RJ45 no es reconocido, creando las mismas dificultades que la categoría 7 para conectar equipos.Categoría 8
La categoría 8 se prueba a 2 GHz y permite un rendimiento de hasta 40 Gbit / s.
| Categoría | Clase | Impedancia | Frecuencia máxima | Solicitud |
|---|---|---|---|---|
| 3 | VS | 100-120 Ω | 16 MHz | Token Ring 4 Mbit / s, 10 Base T, Fast Ethernet, 100 VG Cualquiera, LAN 100 Base T4 |
| 4 | D | 100 Ω | 20 MHz | Token Ring 16 Mbit / s |
| 5 | D | 100 Ω | 100 MHz | Cable U / UTP y F / UTP, 100 Base Tx, ATM 155 Mbit / s, 1000 Base T (Cat 5E) |
| 6 | mi | 100 Ω | 250 MHz | Cable F / UTP y SF / UTP, 1000 Base Tx |
| 6a | Ea | 100 Ω | 500 MHz | Cable F / UTP y SF / UTP, 1000 Base Tx, 10 G Base T |
| 7 | F | 100 Ω | 600 MHz | Cable SF / UTP |
Las aplicaciones, en telecomunicaciones, en electroacústica, en instrumentación, para las que es necesaria una mayor inmunidad a las interferencias, utilizan dos pares trenzados dispuestos de tal manera que las perturbaciones que quedan en uno de los pares se opongan a las del otro. En la disposición starquad (en) , cuatro conductores rotativos en estrella alrededor de un eje central forman un par doble. La otra disposición consiste en un giro de dos pares trenzados.
Diseñado originalmente para señales analógicas en un entorno muy perturbado, o con restricciones específicas de nivel de ruido de fondo, el cable cuádruple también se utiliza en la transmisión digital.