Este documento describe dos tipos de cable para comunicaciones industriales, cable coaxial y cable de par trenzado, y explica sus componentes, características y factores que afectan el rendimiento. También proporciona guías para la selección adecuada de cables según el uso y entorno previsto.

1. Dos tipos de cable para las comunicaciones
industriales
● Cable Coaxial
● Cable par trenzado, blindado
(STP/ScTP/FTP) o no blindado (UTP)
Cableado básico
Tipo de cable
● Uno o más conductores
● Aislamiento de algún tipo
○ Mantiene señal y la interferencia fuera
● Funda exterior
○ Mantiene componentes juntos
○ Protege de agua, presión y otros daños

2. Conductor
El cable de señal se describe en los siguientes términos:
● Tipo de material conductor
● Cable trenzado o sólido
● Diámetro del cable especificado en AWG
● Diámetro de los hilos (para determinar propiedades eléctricas
del cable)

3. Aislamiento
● La capa aislante evita que la señal
se escape
● Protege la señal de interferencias
externas
● Suele estar hecho de un dieléctrico
como polietileno
● Algunos cables coaxiales tienen
múltiples capas protectoras
alrededor del cable de señal

4. Funda de cable
La cubierta externa es la encargada de mantener unidos los
extremos del cable
● Protege de la exposición de interiores y exteriores
● Tienden a ser negras
● Resistencia a la luz ultravioleta y mayor resistencia al agua
● Para uso exteriores existen: plenum y no plenum

5. Funda de cable-Plenum
● Hace referencia al espacio cerrado
● Conectado a los ductos de aire
● Vainas hechas de fluoropolímero no
inflamable como Teflón o Kynar
○ No desprenden humos tóxicos al
arder
● Debe cumplir con el NEC (National
Electrical Code)
Funda de cable-NO
Plenum
● Hecho de material menos costoso
○ Usado solo en condiciones
restringidas
● Cubiertas hechas de polietileno o
cloruro de polivinilo (PVC)
● Debe cumplir con la norma CMR
(Communications Riser Cable)
○ Debe estar en el listado UL-
1666, somete al cable a
prueba de inflamabilidad

6. Embalaje de cables
● Cable simplex: Un cable dentro de una funda
● Cable dúplex: Dos cables o fibras en una sola funda
● Cable multifibra: Múltiples cables o fibras en una sola
funda

7. Factores que afectan al rendimiento
del cable

8. Atenuación
● Disminución de la fuerza de la señal
medida en decibelios (dB) por unidad
de longitud
● Se produce más rápidamente a
frecuencias altas
● Los repetidores son los encargados
de regenerar una señal antes de
transmitirla
● Algunas situaciones se requiere
ecualizadores debido que la
atenuación es sensible a frecuencia

9. Impedancia característica
● Es la resistencia ofrecida al flujo de
corriente eléctrica a una frecuencia
particular
● Es la impedancia de un cable
infinitamente largo
● La señal nunca llega al final y no
puede rebotar
Diafonía
● Interferencia eléctrica en
forma de señales recogidas
de un cable o circuitos vecinos
● Existen varias formas de
medición de diafonía para
cables de par trenzado

10. Diafonía de extremo
cercano(NEXT)
● Las mediciones NEXT (en dB)
indican el grado en que las
señales no deseadas se
acoplan a pares de cables
adyacentes
● Se mide en el extremo más
cercano a la señal transmitida
Diafonía de extremo
lejano(FEXT)
● Se mide en el extremo
opuesto de la señal
transmitida
● Las pruebas FEXT se ven
afectadas por la atenuación
● Son un indicador más
significativo del rendimiento
del cable

11. Diafonía de igual nivel de extremo
lejano(ELFEXT)
● Es la diferencia aritmética entre FEXT y
atenuación.
● Caracterizar ELFEXT es importante para enlaces
de cableado en red full-duplex de cuatro pares.

12. Relación de atenuación a diafonía (ACR)
● Es una comparación relativa entre NEXT y el
rendimiento de atenuación.
● Es la diferencia aritmética entre NEXT y
atenuación.
● ACR es una medida de la fuerza de una señal en
comparación con el ruido de diafonía.

13. Suma de potencia NEXT
● Se calcula a partir de los seis resultados de
diafonía medidos par a par.
● Es fundamental para admitir transmisiones
que utilizan los cuatro pares en el cables,
como Gigabit Ethernet.

14. Selección de cables

15. ● Se utilizan para satisfacer todo tipo de energía y
señalización .
● La exigencia depende del lugar donde se utiliza y
la función a la que se destina.
● Las demandas de energía nos indican las
características del cable .

16. ● El cable que comunica grandes distancias debe ser robusto a factores
ambientales. Por lo cual requieren protecciones extras
● Los cables en las esquinas deben poder doblarse fácilmente y no afectar el rendimiento.
Una de las mejores opciones es el cable par trenzado, otra alternativa es usar conectores
pero estos tienen a tener perdida de señal
● Los cables que se sitúan en las zonas donde funcionan los motores deben ser capaces de
soportar interferencias magnéticas. El cable de fibra óptica es el más indicado en entornos
de maquinaria intensiva

17. ● Cuando se pasan varios cables por una área limitada, el peso puede afectar a las
estructuras que los sostienen. La fibra óptica y par trenzado tienden
a ser los más ligeros
● Los cables instalados en difícil acceso es recomendable instalar un cable de reserva, puesto
que esto resultara más barato que posteriormente realizar una reparación
● Los cables destinados para interacción con otras mundos como fibra óptica, sistemas
eléctricos,etc se lo realiza mediante adaptadores especiales, los detalles dependen del
entorno y de la transición entre ellos.

18. ● En muchos casos el tipo exacto del cable se prescribe en una norma o en el proveedor
○ EIA/TIA -568 Cable Cat5 para 100 Mbps Ethernet
○ Belden 9841-9844 o similar para RS-485
○ Furon 1T52-8820-234 o Belden Databus 3076F para Foundation Fieldbus
○ Belden 3082A, 3083A, 3084A, y 3085A para DeviceNet
● La cantidad de dinero que se disponga para la red
● Cuando se dispone de cableado hay que considerar que al menos una parte puede estar
defectuosa o no cumple con los nuevos requerimientos
● Códigos de construcción u otros códigos y regulaciones de seguridad

19. Cable coaxial

20. Estructura del cable coaxial
-Conductor interno: Cobre (unifilar o
multifilar), lleva la señal
-Dieléctrico: Teflón o PE. Aisla
conductores interno y externo
-Conductor externo: Malla trenzada
de cobre. Tierra de referencia para
la señal.
-Capa protectora: Polímero,
composición y espesor dependen
de la aplicación
Esta estructura brinda inmunidad
frente al ruido.

21. Desempeño del cable coaxial
Composición: Determina la
conductancia
Diámetro de conductores:
Determina la capacidad de corriente
Impedancia: Grado de oposición a
la corriente alterna. Determina la
aplicabilidad en función del calibre
recomendado (RG)

22. Ventajas y desventajas del cable coaxial
Ventajas
● Se puede usar para transmisión de datos, audio y video
● Facilidad de instalación
● Relativamente económico
Desventajas
● Se daña fácilmente y es difícil de maniobrar
● Instalación costosa
● Conectores costosos
Principales fallos
● Cortocircuito o circuito abierto debido a mala
instalación
● Mal desempeño debido a incorrecto acople de
impedancias

23. Cable de par trenzado

24. Ejemplos
● UTP (no blindado) ● FTP/ScTP (blindado) ● STP
El cable de par trenzado está formado por dos
cables conductores aislados que se envuelven
entre sí cuarenta vueltas por metro, de esta
manera se logra reducir el efecto de inducción
electromagnética y electrostática.
La señal se transmite de forma
diferencial, donde la corriente
fluye en direcciones opuestas
en cada cable
z= 100Ω z= 120Ω z= 150Ω
RJ45, DB25, DB11 RJ45 RJ49
Norma /EIA/TIA-568-A

25. Componentes del cable de par trenzado
Escudo: Se trata de una protección
que envuelve a cada par de cables
conductores. El material más común
para fabricar el escudo es el aluminio.
Cubierta: Consiste en un envoltorio
de material PVC (más común), teflón
o kynar. Su función es darle
protección y sustento al escudo y
cables conductores.
Cables conductores: Hechos de cobre. Un
cable de par trenzado suele contener
paquetes de 2, 4, 6, 8, 25, 50 o 100 pares
trenzados. De 2 y 4 son los más utilizados
Gracias a que las señales de los cables TX+ y
TX- son opuestas, las magnitudes del ruido se
cancelan ya que estas se suman, otorgando así
una autoprotección al cable y haciéndolo menos
proclive a interferencias.

26. Categorias de cables EIA/TIA-568
Categoria Ancho de
banda
Velocidad Hilos Uso
Cat 1. 4 MHz 4 Mbps 2 Telefonia, ya en desuso
Cat 2. 4 MHz 4 Mbps 2 Red telefonica
Cat 3. 16 MHz 16 Mbps 4 Redes de Datos, Lan
Cat 4. 20 MHz 16 Mbps 4 Redes LAN
Cat 5. 100 MHz 100 Mbps 8 Redes Fast Ethernet
Cat 5e 100 Mhz 1 Gbps 8 Redes Gigabit Ethernet
Cat 6. 200 MHz 1 Gbps 8 Redes Gigabit Ethernet, redes de alta velocidad
Cat 6e 500 Mhz 10 Gbps 8 Redes Gigabit Ethernet, redes de alta velocidad
Cat 7. 600 MHz 10 Gbps 8 Redes Gigabit Ethernet, alta velocidad, transmision de video 4k

27. Ventajas y Desventajas del Cable de Par Trenzado
Ventajas
- Facil de conectar
- Se puede reciclar instalaciones de cable,
teniendo en cuenta los peligros de esto
Ventaja por tipo:
● STP hace un trabajo razonablemente bueno
al bloquear la interferencia.
● UTP es bastante económico.
● UTP es muy fácil de instalar.
Desventajas
- Cuando se transmiten datos a una velocidad
rápida a través de cables de par trenzado, la
corriente tiende a fluir principalmente por la
superficie exterior del cable, esto disminuye
la sección transversal del cable que se utiliza
por lo que aumenta la atenuación
Desventajas por tipo
● STP a veces es voluminoso y difícil de
trabajar.
● UTP es más susceptible al ruido y las
interferencias que el cable coaxial o de fibra
óptica.

28. Problemas en cable de Par Trenzado sin blindaje
Atenuacion
Se puede producir por
longitud excesiva del
cable o por conexiones
defectuosas en las
instalaciones
Pares cruzados
Al realizar las conexiones con
otros elementos se puede caer
en el error de una conexión de
puerto directo o cruzado
Par dividido
Cuando las conexiones del
par no son las correctas, se
mantiene continuidad pero los
niveles de señal se ven
afectados, el pin-2 está
trenzado con el pin-6 y el pin-3
está trenzado con el pin-1

29. Problemas en cable de Par Trenzado sin blindaje
Problema con el
conector
Usualmente se realiza
una mala instalación del
conector, al no usar la
herramienta adecuada
Problemas de
terminación
Necesario un enrollado firme del
cable y evitar el uso de los
anticuados bloques 66
Diafonia
Razones principales de
presencia de diafonía
● Pares divididos
● Canales de voz y
datos mezclados
● Mala terminación
de cables

30. 2.5. Estándares de distribución /
instalación
● ANSI/EIA/TIA-T58: Estándar de telecomunicaciones para edificios comerciales
● ANSI/EIA/TIA-569: Edificios comerciales, Estándares para las vías y espacios de
telecomunicaciones
● ISO 11801:Cableado genérico para las instalaciones del cliente
● NEMA ( Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos). Tiene algunos estándares
como:
○ WC63.1 → Par trenzado, productos de cableado de instalaciones
● IEEE 518: Guía para la instalación de equipos electrónicos para minimizar las entradas
de ruido eléctrico a los controladores de fuentes externas.

31. IEEE 518

32. Susceptibilidad de los
cables:
La indicación de lo bien que
el circuito de señal puede
diferenciar entre el ruido
indeseable y la señal
requerida.
Distancia necesaria de
separación entre los niveles de
susceptibilidad, un cable de
alta susceptibilidad y uno
variable:

33. 2.6 Estándares de conector
Grado de protección IP Nomenclatura 60529

34. Conector D-sub
Cable también conocido como D-Submin, D-
type, DB o D, este tipo de conectores es uno
de lo más antiguos, están especificados para
su uso con RS-232 y recientemente también
se han utilizado en equipos de Ethernet
Industrial, aunque estos no se mencionan en
las especificaciones de Ethernet.
Características
-Bastante resistentes
-No son impermeables al polvo ni al agua
-No se pueden utilizar en entornos IP20, es decir dentro de
envolventes, en una planta
-Se utilizan generalmente, para conectar computadoras con distintos
periféricos
-Tiene 2 o 3 filas paralelas de contactos, por lo general rodeados por
un escudo metálico (en forma de “D”), proporciona el apoyo
mecánico y protección contra las interferencias electromagnéticas.
-La forma “D” garantiza la orientación correcta en la conexión.

35. Conector RJ-45
Conector utilizado en el cableado de voz y
datos se llama RJ45 (registered jack 45). Es
una interfaz física usada para conectar redes
de cableado estructurado, (categorías 4, 5, 5E,
6 y 6A).
Características
-Conector para aplicaciones en entornos IP20
-Requieren montaje y cableado del equipo en un
entorno protegido como un gabinete
-Se puede utilizar con cable sólido o multifilar
-Cuenta con 8 contactos de bronce fosforoso, bañados
en oro y níquel
EN-60603-7

36. Conector circular M5-M12
Características
● Datos hasta 10 Gigabit/s.
● Codificaciones para todos los sistemas de bus
de campo habituales
● Conectores híbridos para la transmisión de
datos y potencia simultánea.
● Componentes segun CAT6A
● Señales hasta 17 polos
● Corrientes hasta 4A
● Tensiones hasta 250V
● Potencia hasta 16A/630V
● La tecnología de conexión de equipos para
módulos descentralizados está diseñada para
condiciones ambientales adversas en
procesos de producción industriales.
EN-61076-2-101

37. Las organizaciones de usuarios como IAONA, la organización de usuarios de Profibus y ODVA también están
tratando de definir estándares dentro de sus organizaciones.
ODVA: Open Devicenet Vendor Association
IAONA: Industrial Automation Open Networking Alliance
Para el uso del estándar M12 en Ethernet, los sistemas están cubiertos por el estándar EN 61076-2-101. El
rendimiento de transmisión del conector M12 de 4 pines para Ethernet de hasta 100 Mbps es comparable, si no
mejor, que los productos Ethernet estandarizados de grado de oficina. En entornos de oficina, es común el
cableado UTP de cuatro pares.
Para aplicaciones industriales, los cables de dos pares son menos costosos y más fáciles de manejar. Aparte de
las dificultades de instalación, los conectores M12 de 8 pines pueden no cumplir con todos los requisitos
eléctricos descritos en
EN 50173 o EIA / TIA-568B.

38. 2.7. Puesta a tierra
“Ground” es un punto común de referencia para todas las
señales en el equipo, situado en potencial cero.
Circuito a tierra
Este circuito representa por ejemplo el área de tierra
común en una placa de circuito impreso
Circuito “protección de tierra ”
Esta podría ser por ejemplo la carcasa metálica, necesita ser
conectado a la de tierra de chasis, de manera directa o a través de una
resistencia (e.g. 100a ½ W) para limitar alguna corriente que pueda
surgir debido a la diferencia de potenciales.

39. Circuito de “cable verde a tierra”
Está conectado al suelo real y forma conexión con el planeta
Tierra, esta conexión a tierra solo se realiza en
subestaciones eléctricas cercanas .
Símbolos
Es usado para identificar una terminal limpia de tierra existe la norma ISO 7000 y
IEC 604417.

40. Un buen sistema de puesta a tierra sirve:
- Minimizar el ruido eléctrico en el sistema.
- Reducir los efectos de fallas o corrientes de bucle de tierra en el sistema de instrumentación
minimizando los efectos del acoplamiento de impedancia entre diferentes circuitos
- Minimizar los voltajes peligrosos en el equipo debido a fallas eléctricas.

41. 2.8. Terminadores
La señal transmitida se refleja al llegar al punto final de una línea de
transmisión. La señal reflejada se superpone a otras señales inminentes
generando ruido.
La reflexión afecta mayormente a líneas de transmisión de gran longitud.
Se deben colocar resistencias terminadoras que igualen la impedancia del
cable para disipar la señal en las líneas de transmisión.
Terminador paralelo: Se coloca una sola resistencia al final de línea de
transmisión o recepción. Usada para RS 422.
Terminador bidireccional: Se coloca una resistencia al inicio y final de
línea de transmisión /recepción. Usada para RS 485.
Terminador AC: Se añade un pasabajos RC para reducir el consumo de
potencia en líneas donde las señales y la potencia se transmiten por el
mismo cable, como el protocolo Foundation Fieldbus.

42. 2.9 Protección Transitoria
Razones:
- Daño de receptores de
chips
- No considerado en diseño
de comunicació: Descarga
electrostática (ESD) y
transitorios
Propuesta:
Eliminar problemas, sobre todo
en nuevos sistemas desde el
principio
Supresores de voltaje transitorio (TVS):
Características Generales:
- Potencia nominal máxima de 500W durante 1 ms (Típico)
- Tiempo de respuesta casi instantáneo (1x10e-12s)
Influencia de Capacitancia:
Dentro de Límites
Grande
Señal Receptora

43. Métodos
1. Directamente a la línea de Datos
Proteger circuitos de hasta 8kV
Ventaja: Proporciona el nivel más alto de protección
Desventaja: Proporciona la carga capacitiva más alta de la
línea de transmisión
2. Esquema de protección alternativo
Común para proteger líneas de datos de alta velocidad
Ventajas:
•Mejora significativa en la capacidad de los circuitos del
receptor para soportar eventos de voltaje transitorio hasta 4kV
• Simple y efectiva
Testeo:
- Para eficacia se usa una pistola ESD para simular eventos transitorios en líneas de transmisión
- Construir una red en laboratorio y descargar energía directa a líneas de datos
- Verificación usando generador de señales, controlador de línea y osciloscopio.
Ejem: Usar la pistola Shaffner NSG-435 en un receptor cuádruple Texas Instruments TI 75175 (destruido con descarga de 1 a 2 kV)
Cuando hay la posibilidad de daños por transitorios inducidos por rayos: TransZorbs no son suficientes (no absorben toda la

44. ● Cableado
● PROFINET utiliza un Cableado de 2
o 4 pares de cobre RJ45, M12 o fibra
óptica.
● Cable de 2 o 4 pares AWG 22 a 24
solido o multifilar con
apantallamiento, Categoría 5 con un
grado de protección IP20.
EJEMPLO RED PROFINET
● Características:
● Minimización del tiempo necesario para
conectar equipos terminales
● Flexibilidad gracias a la conectorizacion de
la longitud del cable optima con el
conector adecuado para el equipo terminal
que corresponda
● Montaje sencillo con una sola herramienta

45. EJEMPLO RED PROFINET
● Tecnología de transmisión basada en
fibra óptica conforme a 8802-3:
● Cables de fibra óptica de vidrio conforme
a IEC 60793/60794
● Cables de
fibra óptica de plástico (en preparación)
● Conector de bayoneta y de inserción-
extracción
● Velocidades de Transmisión:
● Usando Ethernet, PROFINET alcanza una velocidad
de transmisión significativamente alta respecto a
otros buses de campo.
● Usando 100 Mbit/s Ethernet, PROFINET alcanza una
velocidad de transmision significativamente alta.
● 100 Mbit/s es una prestación suficientemente alta
para el nivel de campo.