Como armar un cable UTP para CCTV
Las instalaciones de CCTV requieren conectar cámaras al grabador usando cables, que pueden ser coaxiales o UTP. El cable coaxial ofrece mejor calidad y alcance, pero es más caro y rígido, mientras que el UTP es más económico y flexible, pero requiere considerar la transmisión de datos desbalanceada y balanceada. Se utiliza una plataforma de pruebas con osciloscopio, multímetro, cámara y balun para ilustrar esto.
Transmisión desbalanceada:
En una transmisión desbalanceada, la señal viaja por un conductor protegido por una malla para evitar interferencias. Esta configuración se encuentra comúnmente en cables coaxiales, donde el conductor central lleva la señal y la malla actúa como ruta de baja resistencia a tierra para corrientes parásitas y protege contra ondas externas.
Al analizarlo en un osciloscopio, al conectar el conductor central y la malla a tierra con sondas diferentes, se obtiene información sobre la calidad y la integridad de la señal transmitida.
La señal proveniente del núcleo central del cable que sale de la cámara CCTV se muestra en tono amarillo, mientras que la cobertura exterior del cable coaxial, conectada a tierra, se representa en color celeste. Es evidente que la señal se transmite exclusivamente a través del núcleo central del cable.
En una transmisión balanceada:
La señal original se divide en dos partes iguales. Una de ellas se invierte y ambas se transmiten por cables separados. Estos cables están entrelazados para que los campos electromagnéticos que generan se cancelen, ya que las señales son idénticas pero opuestas
Si el cable experimentara inducción o ruidos parásitos, ambos filamentos se verían afectados simultáneamente, lo que resultaría en una cancelación mutua de las señales al reconstruirse en el extremo receptor.
En la imagen previa, se midieron las señales salientes de un balun para CCTV con sondas distintas del osciloscopio, después de ser conectadas a una cámara de seguridad. Las señales presentan simetría, indicando una transmisión balanceada.
Sin embargo, la señal saliente del balun CCTV es algo irregular. Hoy en día, las cámaras "análogas" transmiten una señal de onda cuadrada, similar a las cámaras IP, lo que puede facilitar la conversión analógico-digital en los grabadores. Es importante destacar que la señal no es perfecta a la salida de la cámara o del balun CCTV, ya que considera la capacitancia del cable, que suele ser de aproximadamente 4.7 nF por cada 100 metros en cables de UTP y coaxiales.
Aquí se presenta una imagen que muestra los dos filamentos de un cable UTP conectados al mismo balun CCTV mencionado anteriormente, pero esta vez con 100 metros de cable, lo que equivale a una suma de 4.75nF de capacitancia a la transmisión.
Se puede apreciar que la señal es más estable y está mejor centrada, debido a la influencia de la capacitancia del cable en la señal, lo que completa el funcionamiento adecuado del sistema
Balun:
Los balun CCTV son adaptadores que convierten la señal desbalanceada de las cámaras de seguridad y vigilancia en una señal balanceada compatible con cables UTP. Funcionan como transformadores con una bobina interior de tipo toroidal y un núcleo de ferrita diseñado para mejorar la transmisión en la frecuencia específica del video.
Los balun CCTV pueden funcionar eficazmente a diferentes frecuencias, aunque ofrecen mejores resultados en la frecuencia para la que están diseñados. Ayudan a minimizar las pérdidas de señal, especialmente en condiciones extremas como tendidos largos o cables de baja calidad. Además, ajustan la impedancia para adaptarse a las diferencias entre el cable coaxial (75 Ohm) y el UTP (100 Ohm), lo que evita mayores pérdidas.
Es crucial mantener la integridad del cable, ya que cualquier alteración, como doblarlo o usar conectores de baja calidad, puede afectar la transmisión de la señal. Es importante garantizar un buen contacto eléctrico en los conectores y adaptadores para evitar la inserción de ruidos parásitos.
Es fundamental asegurarse de que la malla del cable coaxial esté correctamente conectada a tierra en ambos extremos para una transmisión desbalanceada óptima
En el gráfico, se muestra el filamento central en amarillo y la malla en celeste sin estar conectada a tierra. Cuando se conecta el balun en estas condiciones, la salida de la señal no es balanceada, sino una señal simétrica como se muestra a continuación:
La falta de conexión a tierra en la instalación hace que un balun correctamente conectado genere una señal de espejo en el osciloscopio, lo que indica una instalación defectuosa que puede experimentar una variedad de problemas de imagen. Además, los desperfectos resultantes pueden ser cuestionados en el servicio técnico.
En cuanto al tipo de cable, uno es más económico y flexible que el otro, pero ambos requieren la inserción de elementos para adaptar impedancias y balancear la línea de transmisión. No hay diferencias significativas más allá de eso.
El cable de categoría 3, también conocido como pin telefónico, puede soportar transmisiones de hasta 16 MHz y es adecuado para señales análogas, pero no es recomendado para HDCVI 720P debido a su limitada capacidad de frecuencia. Los cables de categoría 5 y 6, incluyendo 5e, pueden manejar transmisiones mucho mayores, como Full HD 1080P HDCVI, y son ideales para uso en CCTV. Los diferentes viajes y largos de los filamentos en un cable UTP afectan su resistencia eléctrica, capacitancia y resistencia al ruido.
El cable de color naranja se utiliza comúnmente para transmitir video en CCTV debido a su menor longitud y supuesta resistencia a los ruidos. Los cables restantes suelen destinarse a la transmisión de corriente continua. La resistencia eléctrica en los cables de aleación varía, siendo mejor para los filamentos verdes y naranjas que se utilizan más frecuentemente a 100 Mbps.
En cuanto a los cables coaxiales, el RG59 es económico pero con altas pérdidas, diseñado inicialmente para bajas frecuencias. El RG6 es más rígido y adecuado para transmisiones de TV por cable. El RG11 es el más grueso y rígido, con menos pérdidas especialmente a altas frecuencias, pero su alto costo y rigidez lo hacen poco común en instalaciones de CCTV. Aunque los cables coaxiales pueden admitir frecuencias más altas, como las necesarias para sistemas 4K, el límite de frecuencia para un cable de categoría 5E es de 100 MHz.
Para armar un cable para CCTV a partir de un cable UTP se requieren:
- Cable de red Cat5 o superior, en lo posible 100% cobre.
- Un par de balun para CCTV.
- Un juego de conectores DC Hembra y Macho.
Es esencial optar por cables UTP 100% cobre en lugar de aleaciones de aluminio-cobre o aluminio puro, ya que esto mejora la calidad de la instalación debido a una menor resistencia eléctrica y una mayor resistencia a la humedad y los dobleces. Además, es recomendable elegir baluns de alta calidad, ya que una bobina más grande suele indicar una mejor calidad, y la diferencia de costo es mínima en comparación con los beneficios a largo plazo.
En la mayoría de las instalaciones, la fuente de poder se encuentra cerca del grabador. Para determinar la longitud del cable a pelar, se puede utilizar el ancho del grabador como referencia si se monta la fuente en la misma mesa o rack.
Usar un cartonero para pelar cuidadosamente la capa de PVC del cable UTP sin dañar los hilos interiores. Realizar un corte en el perímetro del cable para luego reutilizar el forro.
Preparar el cable UTP para la instalación implica pelar la capucha de PVC sin dañar los hilos interiores, dejando suficiente longitud para conectar el grabador y la fuente de poder. Separar el cable naranja y organizar los filamentos en dos grupos sin doblarlos.
Ahora, del forro intacto que extrajimos, cortar unos 2 centímetros del extremo.
Volver a meter dentro del forro de pvc todos los cables menos el naranjo.
El corte en el forro del cable expone los hilos, que luego se utilizarán para transportar 12V DC.
En el otro extremo del cable, se corta el forro unos 15 o 20 centímetros, que se conectarán a la cámara.
Se insertan los baluns en cada extremo del cable naranja, utilizando el color sólido para el positivo y el color con blanco para el negativo. Se verifica que los cables estén bien conectados.
Se abren todos los pares destinados al envío de corriente y se pelan sus extremos.
Es fundamental seguir la disposición de los colores al juntar los cables: colores sólidos con colores sólidos y colores con blanco con colores con blanco. Esto asegura que el trenzado de los cables funcione correctamente para cancelar el campo electromagnético. Se recomienda estañar las conexiones apretadas por tornillos para garantizar un mejor contacto eléctrico.
Acá los conectores DC 12 Volts ya instalados.
El cable está preparado, pero aún no se ha utilizado.
Ahora hay que hacer la conexión a la cámara y al grabador.
Etiquetar el cable en ambos extremos de forma duradera con descripciones claras, como "Pasillo 1 CH4 HCVR2", utilizando un método que garantice la legibilidad a largo plazo, como escribir en papel y cubrirlo con cinta adhesiva transparente. Mantener la misma etiqueta en ambos extremos del cable facilita la identificación y solución de problemas en caso de fallos en el futuro.
Un acercamiento al rotulado hecho a mano
Conectar el grabador y la fuente de alimentación a tierra utilizando el tornillo correspondiente. Asegurarse de que la toma de tierra esté bien conectada y cumpla con los estándares de seguridad eléctrica. Verificar que la instalación eléctrica cumpla con las normativas de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles. Instalar sistemas de CCTV en lugares con instalaciones eléctricas deficientes puede provocar fallos sin cobertura de garantía.
Este tornillo está diseñado para conectar el chasis y los conectores BNC a tierra, lo que beneficia la transmisión desbalanceada de los cables coaxiales y balun desde la máquina.
Conecte el cable y verifique que funcione.
Aunque estén dentro de una caja estanca, es recomendable aislar las partes metálicas expuestas, preferiblemente con funda termocontraíble. Esto facilita las reparaciones en el futuro, ya que se puede cortar sin dejar residuos, mientras proporciona aislamiento y protección contra la humedad para los componentes.
Es importante medir el voltaje que recibe la cámara, ya que pérdidas en cables largos o de mala calidad pueden causar problemas. Se puede hacer con un splitter de 2DC y un conector DC hembra. Un voltaje inferior a 10.8 voltios puede indicar problemas.
Con este método, las mediciones son fáciles de hacer debido a la baja pérdida en el cable DC y la conexión en paralelo. Se puede conectar y desconectar fácilmente para medir el voltaje. Se puede replicar este proceso con el cable ya preparado.
