Uniones de cables. Infraestructura de red. Tendido de cables. Instalaciones interiores y exteriores.
Uniones de cables.
Planta externa.
Los cables de energía y/o comunicaciones se suministran de fábrica en longitudes que oscilan en función de la sección del cable. Esta longitud puede ser entre 400 metros y 4 kilómetros. Por ello, deben existir puntos de unión, y puntos donde el cable se despliega para acceder a los circuitos que transporta.
En planta interna, los cables de cobre se suministran en longitudes en torno a los 200 metros para los cables de menor sección. Se unen mediante regletas y repartidores, que son armarios con tantas conexiones como cables o fibras acceden.
Cobre
Tanto en un edificio acondicionado, como en el exterior, pero dentro de un armario protegido, se realizan conexiones empleando un elemento llamado regleta o terminal.
Fibra.
La fibra se conecta en armarios llamados repartidores. Incorporan bandejas donde se fusionas las fibras con terminales, que se enfrentan con conectores de su mismo tipo y clase. Hay multitud de conectores diferentes, siendo los más comunes los del tipo PC, que implica que el conector es plano en ambas caras. Otros conectores como APC, implica que el conector forma un ángulo. Los pulidos más comunes son los siguientes.
Un repartidor de fibra es una bandeja o armario. Si se encuentra en un armario tipo rack, su aspecto puede ser similar a este.
La bandeja está preparada para albergar 32 fibras.
La bandeja dentro del rack.
Un rack o armario, suele tener una altura de 210 metros exterior, permitiendo montar 186cm de equipos en su interior. Cada equipo ocupa una serie de U's o unidades. Cada U ocupa 1,75 pulgadas, es decir, 44,45 mm.
A su vez, los racks, c se agrupan en salas técnicas donde se procesan y transmiten los datos como los que puedes leer en este post. Se suelen llamar Centros de Proceso de Datos o CPD's. Tiene un aspecto como la infografía que os he preparado. Suele haber un pasillo entre armarios que sive de ventilación ya que cada uno de estos armarios calienta como una estufa, por lo que 1000 de estos armarios juntos, calientan como 1000 estufas. La climatización es muy importante en salas de este tipo, ya que principalmente los procesadores consumen y disipan mucho calor en las conmutaciones.
Cuando los repartidores despliegan más fibras, se les suele dedicar un armario completo. 64, 128, 256, 512 fibras.
Internamente, un repartidor es como sigue:
Los cables dentro del repartidor y en general en una instalación de fibra, deben hacer curvas amplias, ya que un atenuador muy importante en la fibra son los radios de curvatura pequeños.
En planta externa, las uniones de cables se realizan por medio de empalmes.
Empalme.
Los empalmes son la unión de dos cables. En ellos se une tanto el cobre como la fibra.
Cobre
En el caso del cobre la conexión es tal que permite el paso de la corriente eléctrica, por lo que está formado por unas conexiones que permiten que la sección del cable se mantenga.
El concepto de unión de cables, conviene matizarlo, ya que lo que llamamos empalmes de cable en instalaciones caseras, está bastante alejado de una unión para instalaciones críticas.
En el hogar, basta con unir dos cables para dar la conexión por realizada. Conviene añadir, que este tipo de empalme, está prohibido por el reglamento, el cual especifica que se deben emplear regletas para unir cables entre sí. Además, la cinta aislante es otro elemento que también está prohibido en estas instalaciones.
En empalmes realizados por la unión de dos cables, la sección de contacto es tan pequeña que el material comienza a deteriorarse a base de arcos voltaicos.
Las cajas de empalme siguen la misma filosofía que las clemas de conexión. Un casquillo sirve de interfaz, y por el circula toda la intensidad para la que está calculado el cable que conecta.
La superficie de sección del casquillo, debe ser igual a la superficie de sección del cable que conecta:
Cuando los empalmes de cobre tienen lugar fuera de los edificios, se les protege con cajas de empalme que evitan la humedad, el polvo y otros agentes nocivos para el cable.
Los cables de comunicaciones de cobre, también emplean este tipo de conexiones, y siguen una pauta para ser empalmados, ya que estos cables tienen capacidades y parámetros que deben combinarse entre sí para que la transmisión se realice correctamente.
Fibra óptica.
En planta externa, los cables de fibra óptica se unen mediante empalmes. Se une fibra con fibra de tal modo que permite el paso de la luz a su través. Se emplea un método llamado fusión, que mediante un arco eléctrico funde las sílices para formar un único hilo.
El empalme implica siete acciones principales.
Pelado del cable.
Se retiran las cubiertas del cable, tanto las plásticas como las de acero en caso de existir.
Pelado de la fibra.
La fibra óptica individual se pela hasta llegar al recubrimiento, esto es, retirando el acrilato que la protege.
Corte.
La fibra óptica se corta con una herramienta específica que realiza un marcado en el recubrimiento de la fibra, lo que permite que el corte sea perpendicular, condición necesaria para realizar un empalme con una calidad suficiente.
Enfrentamiento.
La herramienta de empalme, es una máquina semi automática, que enfrenta las fibras empleando algoritmos de imagen. Una pantalla muestra las fibras y los núcleos enfrentados entre sí.
Fusión.
La fusión consiste en un arco voltaico que funde ambos hilos y los convierte en uno solo. El sistema de empalme ofrece al empalmador una orientación de la calidad del empalme realizado. En ocasiones una burbuja de aire que hubiera quedado atrapada con el arco, podría impedir el paso de la luz sin cambio de medio, lo cual sería motivo de repetición del empalme.
Nota:
La transmisión por fibra óptica es muy sensible a los cambios de medio. Los medios posibles son, sílice y aire. Sílice es el núcleo de la fibra. Mientras que la transmisión en el aire, tiene lugar cuando la fibra llega a un repartidor donde se enfrenta con otros cables para conectar equipos de transmisión, acceso, amplificadores u otros dispositivos. En los cambios de medio, ocurre un evento llamado reflexión, por el cual parte de la señal retorna, impidiendo que la potencia óptica llegue al destino remoto. En repartidores es donde más pérdida se acumula a lo largo de una línea.
Protección de la fusión.
Tras el empalme, este se protege con piezas de acero que impiden que el empalme se quiebre. Al no tener acrilato, la fibra es muy frágil a los cambios de dirección como curvas y giros.
Protección del empalme.
El empalme al completo se inserta en una caja estanca que alberga todas las fusiones, distribuidas en bandejas. Cada bandeja aloja las fusiones de un tubo, por lo tanto, la caja de empalme contiene tantas bandejas como tubos holgados hay. La caja es estanca, debido a que la fibra óptica se encuentra sin su protección de acrilato, lo que la hace muy vulnerable a la humedad
Un empalme completo queda así.
El cable que hace círculos alrededor del empalme se llama coca. Es un cable adicional que se deja para permitir que los empalmes se puedan hacer fuera de la arqueta, y para permitir la realización de reparaciones en caso de ser necesario.
Elementos de infraestructura .
Planta externa
El empalme suele ir alojado en lugares protegidos. En general, cuando no hay una edificación cerca, se instalan en el interior de arquetas, que son cajas de hormigón armado que protegen el empalme de inclemencias, animales, o de actividad cercana.
Suelen estar construidas en hormigón armado. El hormigón armado consiste en una estructura de acero que está recubierta de hormigón en masa. Se suelen realizar en moldes prefabricados, de tal manera que se vierten y se curan en la fábrica y se llevan a campo cuando ya están terminadas. Para este transporte, algunos prefabricados llevan conexiones añadidas para enganchar las eslingas de las grúas que transportan estos elementos.
Cuando en la misma zona confluyen varios empalmes, o varios cables, o hay unión de varias canalizaciones, se emplean elementos de mayor tamaño llamados cámaras. Estas suelen ser implementadas in-situ, y son accesibles, es decir, los técnicos y personal de ingeniería puede acceder para revisiones, tomas de datos, o trabajos de reparación, ampliación o modificación.
Las cámaras de registro suelen tener un acceso superior llamado boca de hombre o tapa, está formado por una tapa de acero. En alguna ocasión se han instalado materiales alternativos como polímeros plásticos, pero con poco éxito ya que antes de acabar las obras algunas ya se habían roto. La tapa es un elemento de seguridad ya que se cierra con llave e impide el acceso a estos puntos de la infraestructura.
Dentro de las cámaras, los cables se perchan para fijarlos a las paredes, lo que otorga al espacio un acabado que permite revisiones, tomas de datos, modificaciones y ampliaciones. 
Las arquetas se conectan entre sí y con otros edificios con canalizaciones, que son estructuras de tubos y/o canaletas que permiten al cable progresar de un lugar a otro.
Zanjas.
Son excavaciones longitudinales en el suelo de una profundidad normalmente inferior a un metro, En ellas se colocan los cables, directamente o entubados. En ocasiones, se añaden tubos de polietileno para mejorar la protección del cable. Por su economía, están pensadas para largas distancias entre ciudades, es decir, junto a carreteras, generalmente por zonas deshabitadas. El proceso es sencillo, se excava, se tiende el cable y se vuelve a tapar.
Hay unas máquinas específicas llamadas zanjadoras tendedoras, que portan una o varias bobinas de cable y según van excavando y van tendiendo cable.
Cuando el tendido es en zanja, identificar los puntos de empalme es más difícil. por lo que se emplean varias técnicas.
Se marca la zona con hitos. Son pilas de hormigón con un identificador.
Se coloca una baliza radio pasiva junto al empalme, de tal manera que mediante un emisor, la baliza entra en resonancia y el acoplamiento indica el punto exacto donde hay que excavar.
El tendido en zanja, conlleva la posibilidad de que alguien excave y dañe cable, Para ello, se coloca una cinta informativa de plástico 30 cm por encima del cable. Esta cinta indica TENDIDO DE CABLE. En color amarillo con letras negras. De esta manera un operador puede advertir la presencia del cable y modificar el procedimiento de excavación para no dañar el cable.
Canalización hormigonada.
Se trata de una zanja con el añadido de un prisma de tubos de polietileno generalmente. Estos tubos van rodeados de hormigón en masa que protege la conjunto. Estas canalizaciones están pensadas para zonas de tránsito, donde hay peatones. En ciudades es normal que estos cables no progresen bajo la calzada, sino que se realicen bajo aceras. Las calzadas se cruzan cuando no hay otro camino alternativo.
Canaleta
Otra forma de tendido de cables es la canaleta. Se trata de una estructura en forma de caja longitudinal que permite alojar cables en su interior. Tiene tapadera lo que permite su apertura y cierre. Por su apertura sencilla, suelen estar ubicadas en zonas técnicas donde el paso está restringido al personal de la instalación.
Bandeja y Galerías.
Las bandejas son elementos en forma de U que permiten alojar cables en su interior. Se suelen fabricar en acero inoxidable, y pueden ser de chapa, o de rejilla electrosoldada.
Las galerías de cables son comunes en grandes instalaciones con muchos cables, como grandes aeropuertos y estaciones de tren de grandes dimensiones. Se construyen bajo la rasante y despliegan la red de cables que generalmente progresa hasta un punto central donde se ubican los elementos de control, mando y supervisión. Son transitables y tienen accesos para que el personal pueda entrar y salir en las tareas de mantenimiento, ampliaciones, modificaciones, etc.
Perchado.
Otro tipo de tendido es el llamado tendido en percha. Se trata de fijar los cables a una pared existente. Se realiza cuando no hay otra alternativa viable, ya que es de los métodos más lentos. Las perchas son elementos metálicos que se fijan a la pared cada metro y sujetan los cables que tienen asignados.
Tubo de acero.
Una variante del cable perchado, es el cable bajo tubo de acero. Se tiende así cuando hace falta proteger el cable, porque esté en el paso de público. EL tubo se fija a la pared mediante abrazaderas cada metro, y el cable se tiende por su interior. Por la resistencia del acero, en este tipo de conducción los cables pueden ir con su aislamiento, sin cubiertas externas ni otras protecciones.
Aéreo.
Uno de los tendidos más económicos, es el aéreo. Lo es porque el espacio que ocupa en el suelo es el espacio de los apoyos. No necesita más obra civil que la de colocar postes. Este tipo de tendido es el más común cuando los recursos son limitados.
Este tipo de tendido suele estar condicionado a dos circunstancias:
1. El cable está construido con un elemento resistente adicional interior como el acero.
2. Hay un cable de acero adicional llamado fiador que soporta la tensión y el cable de energía o comunicaciones se sujeta a él.
La curva que forma el cable suspendido desde dos puntos separados entre sí se llama catenaria.
La ecuación es
y=a cosh (x/a)
Para x entre -10 y 10, con a=1000 tenemos esta curva.
Tendido submarino.
Energía y fibra para uniones insulares, y fibra para uniones intercontinentales. Salvo excepciones puntuales, la mayoría de los países con costa disponen de conexión submarina por fibra óptica.
El mapa de Telegeography los muestra claramente.
El tendido submarino se realiza colocando el cable en el lecho marino, sin otra fijación adicional. Son cables que tiene más porcentaje de cable de acero que de cable para transmisión.
Planta Interna.
La planta interna, es decir, los elementos de la infraestructura que se ubican dentro de edificios, son todas las canalizaciones, fijaciones y otros elementos que sirven para proteger la instalación.
Las canalizaciones internas, se realizan mediante os siguientes elementos.
Bandejas.
Similar a la planta externa, solo que las bandejas interiores suelen ser solo de malla electrosoldada.
Progresan bien por debajo del suelo técnico, bien por el techo de las salas, o bien por patinillos y otras instalaciones específicas para cables.
Imagen. Bandeja bajo suelo técnico.
Sobre las bandejas se ubican tanto el suelo técnico como los equipos
El sistema de acondicionamiento de aire, genera un flujo en el sentido del ascenso del aire caliente, lo cual favorece la ventilación.
La instalación terminada quedaría así.
Hay una variante de ventilación y de colocación de racks, que quisiéramos mencionar. En centros de proceso de datos, la ventilación de los servidores es de adelante hacia atrás, por lo que se establece un criterio de pasillos calientes, a los cuales todos los ordenadores orientan su ventilación.
La ventilación de una sala de telecomunicaciones o de un centro de proceso de datos, es una tarea crítica, ya que los equipos disipan mucha cantidad de energía en cada ciclo de reloj. Un rack de servidores típico, puede consumir entre 10kVA y 20 kVA en un metro cuadrado de espacio. Es cinco veces el consumo de una vivienda normal en España.
Patinillos
Un patinillo es un hueco vertical dentro de edificios que permite el acceso de las instalaciones como cables, tuberías y otros elementos. Dependiendo del tipo de patinillo, tendrá instalada bandeja, o los cables irán entubados y fijados a la pared con abrazaderas.
Canaletas de interior.
En los edificios se instalan canaletas de interior, que son elementos plásticos con tapadera que permiten albergar cables. Estos cables no llevan cubiertas de exterior, sino que progresan en ocasiones sin otra protección que el aislamiento, como es el caso de los cables de energía. Son comunes en instalaciones de voz y datos, donde se suministra una conexión a cada ordenador de una sala, con su toma de energía y toma para SAI.
Tubo corrugado en roza.
El tubo corrugado en roza es el más común de los métodos de tendido en hogares. Se lleva a cabo cuando las divisiones son tabiques de hueco simple o hueco doble. Es un tipo de ladrillo empleado en tabiques y elementos no estructurales. Es más ligero y menos resistente que el ladrillo cerámico tosco.
Techo registrable.
En instalaciones de interior, especialmente en oficinas, se emplea el techo registrable, para conducir y ocultar tanto instalaciones eléctricas, de voz y datos, incluso canalizaciones de aire y agua.
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