MXPA04002843A - Cable aereo reforzado multiple para telecomunicaciones de planta externa. - Google Patents

Abstract

Cable aereo reforzado de uso multiple para telecomunicaciones de planta externa tipo (WDD) voz, video, datos y distribuidor que consisten de: un nucleo de construccion multipar, elementos de blindaje electromagnetico y cubierta termoplastica externa de proteccion, caracterizado por incluir uno o mas elementos de soporte metalico o plastico para autosustentamiento del cable dispuesto externamente; un nucleo integrado por construcciones de conductores electricos aislados de 2 hasta 300 pares trenzados, conformados con pasos cerrados de trenzado y reducidos en la formacion de dichos pares componentes; una cinta plastica dispuesta helicoidalmente; una cinta envolvente del nucleo reunido; de aluminio para blindaje electromagnetico y cubierta aislante externa tanto para el nucleo como para el elemento de refuerzo y opcionalmente polvo hinchable que no afecta la conductancia o capacitancia, o la resistencia de aislamiento.

Description

CABLE AÉREO REFORZADO MULTIPLE PARA TELECOMUNICACIONES DE PLANTA EXTERNA ANTECEDENTES DE LA INVENCION Campo de la Invención: La presente invención se refiere al desarrollo de un cable aéreo de planta externa para uso múltiple en telecomunicaciones de tipo (V V D D) Voz, Vídeo, Datos y Distribución, reforzado longitudinalmente y externamente con una vena de sustentación, que proporciona un cable telefónico con niveles de operación de mayor ancho de banda, a la vez que se mantienen las frecuencias de operación para transmisión de voz.

Descripción del Arte Previo: Actualmente los cables de telecomunicaciones para uso interior construidos a base de conductores metálicos, con aislamiento de poliolefina, reunidos en pares y sin blindaje que los aisle entre sí de interferencias electromagnéticas: han tenido un desarrollo acelerado de tal forma que hoy en día pueden funcionar en rangos de frecuencias de hasta 250 MHz, como se especifica en la norma americana Nema WC 66-99. El campo de aplicación a donde se han dirigido estos cables ha sido fundamentalmente a las redes de área local (RAN), en casas habitación, en edificios departamentales o bien en naves industriales, edificios públicos, edificios inteligentes o centros escolares. Este crecimiento de las redes de área local ha ocasionado que los usuarios de servicios digitales tales como Internet, vídeo en demanda, televisión de alta definición, tele conferencias, voz y servicios de fax, demanden redes telefónicas que cuenten con agilidad suficiente para brindar estos servicios con mejor calidad y a velocidades de transmisión superiores a las manejadas actualmente en los cables telefónicos de planta externa, los cuales se han mantenido sin grandes cambios técnicos en sus requerimientos.

Se conocen innovaciones para cables en telecomunicaciones, por ejemplo en la Pat. U.S. 5,739 473, se describe un cable de telecomunicaciones con retardancia al fuego para uso en oficinas de edificios; dicho cable presenta un arreglo de conductores aislados en grupos de pares trenzados y el aislamiento usado en el grupo central es diferente del aislante usado en los grupos que lo rodean siendo característica principal la disposición de su estructura y el uso de un copolímero fluorado. En la Pat. U.S. 4,319 071 se describe un cable para comunicación telefónica con alto multipar con "pequeños conductores cuya característica principal es un relleno líquido a base de aceites de parafinas a prueba de agua.

La presente invención es una mejora sobre la solicitud de patente mexicana PA/a/2000/006808, la cual se relaciona con un cable telefónico de uso múltiple con niveles de operación de mayor ancho de banda, de 0 a 100 MHz a la par de que se mantienen las frecuencias de operación para transmisión de voz.

Los cables (V V D D) presentan una mejora en sus niveles de interferencia electromagnética entre pares adyacentes ó entre los sectores o grupos que constituyen al cable y se obtienen cables para telecomunicaciones multipares con construcciones que pueden ser desde 2 hasta 600 pares.

La formación geométrica de los cables puede variar en función de la instalación final del mismo. Dicha instalación puede ser directamente soterrada ó en ductos telefónicos cuando se trate de cables geométricamente redondos.

Las características del cable mejorado, se relacionan en cuanto a su uso, es decir el cable está diseñado para uso aéreo por lo cual dicho cable está exento de rellenos que inhiben el ingreso de humedad como es el caso de materiales de gel ó puede contener polvo hichable que no afecta la conductancia ó capacitancia, ó la resistencia de aislamiento, así como también en cuanto a su capacidad de sustentamiento del cable, relacionado con el peso que dependerá del número de pares trenzados que involucre el diseño del cable que por lo general es menor en cuanto al número de pares de cables para ductos ó soterrados.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN A continuación se describe la invención de acuerdo a los dibujos de las figuras 1 , a 4, 5a, b, c y 6 en donde: Fig. 1 Es una vista frontal con corte seccional que muestra las diferentes secciones que constituyen al cable reforzado aéreo de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa.

Fig. 2 Es una vista seccional del cable de la Fig. 1 con corte transversal.

Es una vista isométrica explosionada de la Fig. 1 que muestra los grupos multipares en su diferente forma de agrupación y un elemento de refuerzo de autosustentación Es una vista frontal de la construcción multipar del núcleo reforzado de la Fig. 1 .

Fig. 5a, b, c Es una vista frontal donde se muestra la diferencia de pasos de torcido en los pares a, b y c.

Gráfica de desempeño de Resistencia de Aislamiento contra la Temperatura.

Los cables para aplicaciones de Distribución de señales de Voz, Vídeo y Datos (WDD) presentan el mismo diseño y tecnología de manufactura de variación de pasos de trenzado para reducir el efecto de diafonía cuando por los pares trenzados circulan señales de frecuencias altas (hasta 100 MHz) como es el caso de los cables homólogos para aplicaciones en ductos. Sin embargo los cables aéreos son de menor capacidad de pares por su peso involucrado es decir, su capacidad varía entre 2 y 300 pares y no son rellenos de compuestos inundantes que inhibirían el ingreso de humedad ya que en su condición de cables aéreos, no están expuestos a fenómenos de inundaciones como lo serían los cables ó soterrados de ducto, también se ha demostrado que el compuesto inundante resulta perjudicial en cables aéreos debido a que en días soleados y calurosos la temperatura del cable se incrementa y el incremento de temperatura en el compuesto inundante ha ce que la constante dieléctrica del compuesto se incremente y los parámetros de transmisión como la atenuación también se incremente resultando en mayores pérdidas de señal en el cable y eventuales fallas de conexión debido a la descompensación de la red; o la resistencia al aislamiento.

Los cables del tipo WDD de la invención se refuerza con un elemento de sustentación el cual es un cable de acero al carbón formado por uno o varios filamentos que permite su flexibilidad cuando la carga a la ruptura requiere ser aumentada debido al peso del cable. El peso del cable depende tanto de la capacidad del cable como del calibre de sus conductores. El elemento de sustentación del cable es unido al cable por medio de una cubierta integral pero separada del núcleo de pares de transmisión por medio de una vena o corbata.

El cable de la invención, es además un cable mejorado eléctricamente. especialmente en sus valores de paradiafonia y nivel de interferencia electromagnética entre grupos. El nivel de interferencia entre sectores o grupos adyacentes en el mismo cable, generalmente tendrá un valor mínimo de 9 db (decibeles) con la finalidad de garantizar un mayor desempeño eléctrico en comparación con los niveles de interferencia electromagnética conocidos actualmente en los cables telefónicos convencionales.

Para mejorar las características eléctricas del cable, se emplean valores de pasos de torcido "mas cortos" (optimizados), que en los cables telefónicos de planta externa convencionales. La reducción de la longitud de los pasos de trenzado, le confieren al cable la capacidad de trabajar en un mayor ancho de banda ya que con la reducción de pasos de pareado se obtiene un cable con pares mejor balanceados con lo que se minimizan los efectos de inducción electromagnética entre pares de un mismo grupo y entre pares de grupos diferentes (menor número de disturbadores), por lo que; el cable puede ser empleado, en sistemas de transmisión que integren servicios donde se requieren mejores y mayores calidades de transmisión a mayores velocidades, así como la multiplexación de los pares, ejemplos de los servicios donde se pueden aplicar estos cables son: ISDN (Red digital de servicios integrados), ISBDN (Red digital de servicios integrados de banda ancha), xDSL (Línea de suscriptor digital) y otras.

El diseño del cable contempla valores de diafonía en frecuencias de operación de hasta 100 MHz.

El incremento en el ancho de banda de operación de los cables WDD permite incrementar el número de señales o transmisiones que circulan a través de los pares trenzados que constituyen el cable.

El conductor metálico usado como conductor central en este tipo de cables, presenta un acabado superficial terso y uniforme así como un diámetro constante que contribuye globalmente en el cable para obtener mejores valores de atenuación e impedancia de entrada y característica, los cuales también son factores importantes en el desempeño eléctrico del cable. De igual manera, el material de aislamiento extruido sobre el conductor central presenta excentricidades de 10% máximo en la totalidad de los conductores aislados, lo cual contribuye a obtener mejores valores de capacitancia mutua, influyendo positivamente en los resultados finales, especialmente en el nivel de interferencia electromagnética (paradiafonia) entre pares adyacentes en un mismo grupo o entre pares de diferentes grupos o sectores en el cable terminado.

Las mejoras mencionadas en conjunto con los pasos de trenzado optimizado (con tolerancias estrechas), mas el reunido aleatorio de los pares y el cableado final de los grupos o sectores, colaboran para obtener como resultado un cable para telecomunicaciones WDD con mejor desempeño eléctrico y mayor seguridad de autosustentación.

Lo anterior significa que los pares componentes del cable presentan un mejor dimensionamiento a lo largo de su longitud y menor maltrato mecánico durante el proceso de fabricación, originando como resultado global la disminución de los niveles de interferencia electromagnética (paradiafonia) entre pares, sectores o grupos de un mismo cable, obteniendo como resultado un cable para operar dentro de un rango de frecuencias más ancho. (0 -100 Hz) El cable WDD aéreo objeto de la invención es un cable con núcleo seco, es decir no incluye ningún material de relleno higroscópico entre los componentes o conductores que forman el cable terminado, o puede contener material hinchable en polvo como agente de prevención remota contra la humedad en instalación aérea el cual no afecta la conductancia, ó capacitancia ó la resistencia de aislamiento ya que es uno de los parámetros eléctricos del cable que se ha demostrado sufre cambios drásticos debido a la temperatura y a la presencia de materiales que inhiben el ingreso de humedad como pueden ser los geles, según se aprecia en la gráfica de la Fig. 6.

El cable aéreo de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa 10 Fig. 1 objeto de la invención es en forma cilindrica seccionada con un apéndice 24 longitudinal extruido a la funda 17, y prácticamente sin huecos es decir sin intersticios por la forma de reunido de los pares conductores, dicho cable comprende las siguientes partes: una pluralidad de conductores eléctricos 11 , metálicos para telecomunicaciones que forma al núcleo principal del cable de planta externa 10, en calibres de 19, 22, 24 y 26 AWG, aislados con una capa plástica de material poliolefínico 19 Fig. 2 que presenta un mínimo de excentricidad del conductor, siendo dicho núcleo caracterizado por construcciones desde 2 hasta 300 pares trenzados 21 Fig. 1 conformados con pasos de torcido optimizados diferentes entre sí Fig. 5a, b, c 22 y componentes de los grupos ó sectores del cable terminado, que permiten reducir notablemente los niveles de interferencia electromagnética (paradiafonia en db.) Lo anterior se logra realizando una cuidadosa selección de los pasos de torcido involucrados y un reunido de los pares en forma aleatoria para finalmente formar los grupos o sectores 20, Fig. 4, de componentes del cable 10 Fig. 1.

Un factor adicional e importante para obtener resultados eléctricos superiores, es el hecho de que las tolerancias de los pasos de trenzado en los pares se mantienen dentro de un rango de variación mínimo (generalmente ± 1 mm), esto con el objeto de que en el posible caso de que durante el reunido aleatorio, se lleguen a encontrar pares con pasos de trenzado cercanos no se produzca el fenómeno de invasión de área de transmisión con la consecuente generación de inducción electromagnética; una cinta plástica para reunido 12 y 14 de los conjuntos de sectores de pares 21 Fig. 1 una cinta envolvente plástica 13, Fig. 3 como elemento de sujeción del núcleo reunido; un hilo de ruptura 15, proyectado longitudinalmente a lo largo del cable 10; una cinta envolvente de aluminio 16, dispuesta concéntricamente al núcleo con paredes internas y externas corrugadas ó lisas 23 para inhibir el ingreso o egreso de radiación electromagnética, una cubierta externa aislante 17 a base de poliolefinas de baja y media densidad; un elemento de refuerzo 24 para autosustentación del cable 10, el cual es de acero al carbón formado por un solo calibre ó una pluralidad de filamentos hasta formar el calibre deseado o bien formado por una pluralidad de elementos plásticos de alta resistencia y flexibilidad de acuerdo al peso requerido del cable. Dicho elemento de refuerzo y soporte está eximido con una cubierta integral 25 y extruida externamente a la funda 17 del cable.

Proceso de fabricación del cable de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa: Las partes básicas que constituyen al cable aéreo de uso múltiple de la invención de acuerdo a las figuras 1 a 6 de los dibujos son las siguientes: > Conductor metálico 11 Fig. 1 de temple suave, en calibres 19, 22, 24, y 26 AWG, con aislamiento 19 de poliolefina sólida ó espumada ó espumada con protección de capa sólida, con espesor adecuado para cumplir los parámetros eléctricos solicitados; > Elementos reunidores 12, 14 para sujetar e identificar los diferentes sectores o grupos de pares torcidos componentes del cable completo. > Núcleo seco. El cable no requiere de relleno de material no higroscópico, con lo cual se disminuye su peso en su instalación y se compensa en parte al peso del elemento de refuerzo > Blindaje 23, según sea el caso. Este componente generalmente es aplicado de forma longitudinal lisa Fig. 3 o corrugada Fig. 4. La instalación aérea del cable evita la corrosión de los materiales metálicos involucrados.

I I r Cubierta 17 externa material a base de poliolefinas de baja o media densidad.

Proceso de fabricación: La fabricación del cable se lleva cabo mediante los pasos de: a) proceso tándem, ó sea estirado-aislamiento, en donde el alambre de cobre pasa por una serie de dados de estirado, donde es sometido a reducciones sucesivas de área transversal hasta obtener el diámetro final de diseño (19, 22, 24, 26 AWG), en este mismo paso el conductor central ya en su dimensión final es recocido para cambiar su temple de duro a suave, con lo que se obtienen elongaciones del 15% mínimo; b) Después de que el material es recocido, es guiado hacia una máquina extrusora en la cual el alambre es forzado a pasar a través de un cabezal de extrusión, en donde se encuentran alojados la guía y el dado de extrusión, que es la parte que dimensiona el diámetro final del aislamiento, este dimensionamiento ocurre al momento de que el material de aislamiento sólido o espumado o espumado con protección de capa sólida es extruido desde la máquina extrusora existente en la línea de proceso hacia el dado de extrusión. En esta etapa es donde también se verifica que el nivel de excentricidad entre el conductor metálico y el aislamiento aplicado sea como máximo 10%.

El paso de pareado de cables WDD con menos de 10 pares es realizado por separado y posteriormente se cablean los pares para obtener la configuración final. Los pasos de pareado y cableado son seleccionados de forma tal que se minimice la inducción electromagnética (paradiafonia) entre pares de grupo o entre grupos o sectores diferentes, lo cual dará como resultado un superior desempeño eléctrico especialmente en paradiafonia. En el paso de pareado-cableado de los cables con número de pares mayor o igual a 10, los conductores aislados son reunidos en pares con pasos de pareado optimizados para garantizar un alto desempeño eléctrico del cable especialmente en el parámetro de paradiafonia entre pares de un mismo grupo o entre pares de grupos o sectores diferentes. Después de ser formados los pares, estos son agrupados en sectores de 10 pares, para el caso de cables con hasta 100 pares o en grupos (5 sectores de 10 pares) de 50 pares para el caso de cables con pares de 150 hasta 300 pares. Los sectores o grupos son guiados a través de dispositivos reunidores para ser cableados y formar el ensamblado final del núcleo la aplicación de la cubierta externa a base de poliolefinas de baja y media densidad, también es aplicada en una máquina extrusora, empleando para esto guías y dados de extrusión de acuerdo a las dimensiones finales requeridas en el cable. Alternamente se reúne el elemento de refuerzo previamente reunido con una pluralidad de alambres ó fibras plásticas y se extruye junto con la funda pero por separado del núcleo del cable. Los elementos de autosustentación pueden ser uno ó más elementos de acuerdo al peso de los pares trenzados empleados.

Habiendo descrito la invención ésta se considera una novedad y por lo tanto se reclama lo contenido en las siguientes:

Claims (8)

1. R E I V I D I C A C I O N E S Cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de planta extema de tipo (WDD) voz, vídeo, datos y distribuidor, el cual comprende: un núcleo de construcción multipar; elementos de blindaje electromagnético y cubierta termoplástica externa de protección, caracterizado por incluir un elemento de refuerzo de autosustentacion metálico o no metálico el cual va unido al cable en la cubierta integral externa del cable pero separado del núcleo de secciones de pares de transmisión, en donde el núcleo esta integrado por construcciones de conductores eléctricos aislados de 2 hasta 300 pares trenzados, conformados con pasos cerrados de trenzado y reducidos en la formación de dichos pares componentes; una cinta plástica dispuesta helicoidalmente y longitudinalmente para reunido de los conjuntos individuales de sectores de pares que conforman al núcleo; una cinta envolvente plástica que cubre concéntricamente dicho núcleo reunido; un hilo de ruptura proyectado longitudinalmente a lo largo del cable; y sobre la cubierta extema del mismo; una cinta envolvente de aluminio dispuesta tubularmente como elemento de blindaje electromagnético; una cubierta extema aislante de poliolefinas de baja y media densidad; siendo el núcleo seco libre de rellenos, o puede contener polvo hinchable que no afecte la conductancia ó capacitancia dispuesto en los intersticios del núcleo, ó la resistencia de aislamiento. El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la cláusula 1 , caracterizado en que la pluralidad de conductores eléctricos son conductores metálicos de cobre de calibres seleccionados de 19, 22, 24, y 26 AWG, aislados con una capa plástica de material poliolefínico, en donde el conductor metálico tiene un mínimo de excentricidad con respecto al dimensionamiento del diámetro final de la capa aislante de máximo 10%. El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la cláusula 1 , caracterizado en que el trenzado de los pares es prácticamente cerrado entre paso y paso por lo que presenta una mayor reducción de longitud de los pasos de trenzado, lo cual se obtiene mediante un reunido de los pares en forma aleatoria que conforman los grupos ó sectores componentes de la construcción multipar del cable El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la cláusula 3, caracterizado en que la reducción de los pasos de trenzado en los pares componentes es de aproximadamente 45% menor que la de los cables telefónicos de planta externa convencionales. 5. El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la s cláusula 3, caracterizado en que la reducción de los pasos de trenzado proporciona un trenzado cerrado que permite disminuir los niveles de interferencia magnética. 6. El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la 0 cláusula 3, caracterizado en que los pares de trenzado, se mantienen dentro de un promedio de variación mínimo aproximadamente de 1 mm, que permite evitar la posible inducción electromagnética. El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la 5 cláusula 1 , caracterizado en que dicho cable permite mejorar los niveles de paradiafonía en una inducción electromagnética de 9 db y es capaz de operar en frecuencias de 0-100 MHz de una mayor amplitud de banda 0 8. El cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de la cláusula 1 , caracterizado en que el elemento de autosustentación es de acero al carbón formado por uno o una pluralidad de filamentos trenzados metálicos los cuales están reunidos y extruidos externamente en una funda de poliolefinas unida alternamente a la funda principal del cable, dichos filamentos permiten la flexibilidad del cable cuando la carga a la ruptura requiere ser aumentada debido al propio peso del cable. Un método de fabricación de cable de uso múltiple para telecomunicaciones de planta extema de las cláusulas 1 a 8, caracterizado por los pasos de: a) estirado-aislamiento, en donde el alambre de cobre pasa por una serie de dados de estirado, en donde es sometido a reducciones sucesivas de área transversal hasta un diámetro de calibre 19, 22, 24, 26 AWG; en este mismo paso el conductor central dimensionado es recocido para cambiar su temple de duro a suave, a elongaciones del 15% mínimo; b) el material recocido, es guiado hacia una máquina extrusora en la cual el alambre pasa a través de un cabezal de extrusión, en donde se encuentran alojados la guía y el dado de extrusión dimensionador, que determina el diámetro final del aislamiento y que ocurre al momento de que el material de aislamiento sólido o espumado con protección de capa sólida es extruido desde la máquina extrusora existente en la línea de proceso hacia el dado de extrusión; c) rectificación del nivel de excentricidad entre el conductor metálico y el aislamiento aplicado sea como máximo 10%. Un método de fabricación del cable de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa de la cláusula 9, caracterizado en que el paso de pareado de cables WDD con menos de 10 pares es realizado por separado y posteriormente se cablean los pares para obtener la configuración DINA, siendo los pasos de pareado casi cerrados, y cableado, seleccionados de tal forma que minimice la inducción electromagnética (paradiafonía) entre pares de grupo ó entre grupos o sectores diferentes para producir desempeño eléctrico superior especialmente en paradiafonía. Un método de fabricación del cable de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa de la cláusula 9, caracterizado en que el paso de pareado-cableado de los cables con número de pares mayor ó igual a 10, los conductores aislados son reunidos en pares con pasos de pareado prácticamente cerrados para garantizar un alto desempeño eléctrico del cable especialmente en el parámetro de paradiafonía entre pares de un mismo grupo o entre pares de grupos o sectores diferentes, y después de ser formados los pares, estos son agrupados en sectores de 10 pares, para el caso de cables con hasta 100 pares o en grupos (sectores de 10 pares) de 50 pares para el caso de cables con pares de 150 a 300 pares; y posteriormente los sectores o grupos son guiados a través de dispositivos reunidores para ser cableados y formar el ensamblado final del núcleo. Un método de fabricación del cable de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa de la cláusula 9, caracterizado en que los cables cuando son secos se incorpora al núcleo polvo hinchable si se requiere, siendo la aplicación de la cubierta externa a base de poliolefinas de baja y media densidad, tanto al núcleo de pares de transmisión como al elemento de refuerzo metálico separados por una vena, la cual se efectúa en una máquina extrusora mediante guías y dados de extrusión de acuerdo a las dimensiones finales requeridas en el cable; también si se requiere previo a la operación de la cubierta externa, el núcleo blindado es impregnado con petrolato inundante, para evitar la humedad hacia el cable y reducir la corrosión del blindaje metálico. E X T R A C T O Cable aéreo reforzado de uso múltiple para telecomunicaciones de planta externa tipo (WDD) voz, vídeo, datos y distribuidor que consisten de: un núcleo de construcción multipar, elementos de blindaje electromagnético y cubierta termoplástica externa de protección, caracterizado por incluir uno ó más elementos de soporte metálico ó plástico para autosustentamiento del cable dispuesto externamente; un núcleo integrado por construcciones de conductores eléctricos aislados de 2 hasta 300 pares trenzados, conformados con pasos cerrados de trenzado y reducidos en la formación de dichos pares componentes; una cinta plástica dispuesta helicoidalmente; una cinta envolvente del núcleo reunido; de aluminio para blindaje electromagnético y cubierta aislante externa tanto para el núcleo como para el elemento de refuerzo y opcionalmente polvo hinchable que no afecta la conductancia ó capacitancia, ó la resistencia de aislamiento.