Cables coaxiales ¿Qué son? Ventajas y desventajas. Tipos de cables, características.

Cables Coaxiales - Definici{on y tipos

Los sistemas electrónicos utilizados para transmitir a distancia señales de voz humana, vídeo, datos, etcétera, están constituidos por circuitos que transmiten ondas de tensión y de corriente con muy baja potencia y frecuencia muy elevada. Se suelen emplear cables coaxiales (también llamados coaxiles) en todas aquellas aplicaciones donde se deba transmitir señales eléctricas a alta velocidad y sin la interferencia de otras señales espurias.


Existen innumerables casos de este tipo, como ser las ✅ bajadas de antenas satelitales o ✅ de radiofrecuencia, ✅ las conexiones entre computadoras, ✅ las redes de televisión por cable, entre otras.

Contexto para la transmisión de datos

Hasta hace algunos años, el diseño de redes de datos pequeñas y medianas era un tema que no presentaba mayores inconvenientes. Consistía en asegurarse de tener un buen cableado, colocar suficientes bocas de conexión e instalar uno o varios concentradores (hubs o switches).

Con el advenimiento de aplicaciones cada vez más complejas, el aumento de los requerimientos de ancho de banda, que son cada vez más importantes con los años, y la superutilización del acceso a Internet, el diseño se ha convertido en algo dificultoso, a pesar de las mejoras en el rendimiento del equipamiento y las capacidades del medio.

La tendencia actual apunta hacia múltiples medios de transmisión, múltiples protocolos e interconexiones entre diferentes redes internas y externas.

Tipos de cableados para datos

tipos de cables para datos

Sólo para poner en contexto, existen tres tipos básicos de cableado de datos: cable coaxial (el que nos interesa en este caso), par trenzado y fibra óptica.

  • 1. Cable coaxail (o coaxil): En principio, es el tipo de cable de cobre o aluminio que usan las empresas de televisión por cable (CATV) para llegar a las casas de los usuarios. A veces lo emplean las compañías telefónicas y, en una época eran ampliamente utilizadas en redes de área local (LAN) de pequeñas y medianas empresas. Más adelante veremos más en profundidad esta tecnología de conductor.
  • 2. Par trenzado: Es el tipo de cable que más se usa en telefonía y consta de dos conductores de cobre o aluminio que se disponen uno al lado del otro (de ahí el nombre “par”). Los dos conductores, uno de ida y el otro de retorno, son necesarios para la transmisión.
  • 3. Fibra óptica: tecnología para transmitir información como pulsos luminosos a través de un conducto de fibra de vidrio. La fibra óptica transporta mucha más información que el cable de cobre convencional. La mayoría de las líneas de larga distancia de las compañías telefónicas utilizan fibra óptica.

¿Que es un cable coaxial?

Ya vimos, a grandes rasgos, para qué y por qué se lo utiliza. Pero, ¿Qué son los cables coaxiales? Se define como coaxial o coaxil al cable en el cual los dos conductores tienen el mismo eje, siendo el conductor externo un cilindro separado del conductor interno por medio de un material dieléctrico.

El conductor externo, además de conductor de retorno, cumple la función de blindaje, con la consiguiente estabilización de los parámetros eléctricos.

Partes de un cable coaxial

El empleo de cables coaxiles permite confinar la señal y limitar las pérdidas que se verifican por radiación cuando las frecuencias de las señales transmitidas sobrepasan los cientos de kHz.

Aplicaciones de los cables coaxiales

Algunas de las aplicaciones o usos que normalmente se le da a los cables coaxiales son los siguientes:

  • En redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet.
  • En equipos de radioaficionados, entre el emisor y la antena de emisión.
  • En las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59)
  • En las redes de transmisión de datos como Ethernet (antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5).
  • En las redes telefónicas interurbanas y en cables submarinos.

Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógica basados en la multiplexación por división de frecuencia (FDM), donde se alcanzaban capacidades de transmisión de más de 10.000 circuitos de voz.

Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por división de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de 7.000 canales de 64 kbps.

El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes LAN (redes de área local), ya que, debido a que se instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.

Parámetros más característicos de los Cables Coaxiales

Veamos a continuación algunos parámetros característicos de los cables coaxiales:

Impedancia característica (Ohm)

La impedancia característica es la relación tensión aplicada/corriente absorbida por un cable coaxial de longitud infinita.

Puede demostrarse que, para un cable coaxial de longitud real conectado a una impedancia exactamente igual a la característica, el valor de la impedancia de la línea permanece igual al de la impedancia característica.

Cabe recordar que en un sistema que trabaja a máxima eficiencia, la impedancia del transmisor, la del receptor y la del cable deben ser iguales. De no ser así, se producirán reflexiones que degradarán el funcionamiento del sistema.

La impedancia característica no depende de la longitud del cable ni de la frecuencia.

Los valores nominales para los cables coaxiales son: ➡️ 50, ➡️ 75 y ➡️ 93 Ohm.

Impedancia de transferencia (Ohm/m)

La impedancia de transferencia define la eficiencia del blindaje del conductor externo. Expresada habitualmente en miliohm por metro.

Cuanto más pequeño es el valor, mejor es el cable a los efectos de la propagación al exterior de la señal transmitida y de la penetración en el cable de las señales externas.

Capacidad (F/m)

Es el valor de la capacidad eléctrica, medida entre el conductor central y el conductor externo, dividida por la longitud del cable.

Se trata de valores muy pequeños expresados en Picofaradio por metro [pF/m]. Varia con el tipo de material aislante y con la geometría del cable.

Velocidad de propagación (%)

La velocidad de propagación es la relación, expresada porcentualmente, entre la velocidad de propagación de la señal en el cable y la velocidad de propagación de la luz en el vacío.

Varía con el tipo de material aislante, en función de su constante dieléctrica.

Atenuacion (dB/m)

La atenuación es la pérdida de potencia, a una determinada frecuencia, expresada generalmente en decibel cada 100 metros.

Varía con el tipo de material empleado y con la geometría del cable, incrementándose al crecer la frecuencia.

Potencia transmisible (W)

Es la potencia que se puede transmitir a una determinada frecuencia sin que la temperatura del cable afecte el funcionamiento del mismo. La potencia transmisible disminuye al aumentar la frecuencia y se mide en Watt.

Tension de trabajo (kV)

Es la máxima tensión entre el conductor externo e interno a la cual puede trabajar constantemente el cable sin que se generen las nocivas consecuencias del “efecto corona”.

Efecto corona: son descargas eléctricas parciales que provocan interferencias eléctricas y, a largo plazo, la degradación irreversible del aislante.

Structural return loss (S.R.L.)

Pérdidas de retorno estructural son las pérdidas por retorno ocasionadas por falta de uniformidad en la construcción (variación de los parámetros dimensionales) y en los materiales empleados.

Esto producen una variación localizada de la impedancia, provocando un “rebote” de la señal con la consiguiente inversión parcial de la misma.

Partes del cable coaxial

A continuación se presenta un resumen de las principales partes del cable coaxial y los materiales empleados para su construcción.

Cable coaxial - Caracteristicas de construcción

A) Conductor central

Los cuatro elementos con los que suele estar construido el conductor interno son: ✅ cobre electrolítico, ✅ cobre estañado, ✅ cobre plateado y ✅ acero cobreado. Vemos las características de cada uno:

  • Cobre electrolítico, con pureza superior al 99% y resistividad nominal a 20°C de 17,241 Ohm mm² / km.
  • Cobre estañado, limitado a los cables empleados en aparatos que requieran buenas condiciones de soldabilidad (su uso incrementa la atenuación con respecto al cobre solo).
  • Cobre plateado, para mejorar la atenuación a altísima frecuencia y por su estabilidad química en presencia de dieléctricos fluorados.
  • Acero cobreado (copperweld), alambre obtenido por trefilación de cobre sobre un alma de acero. Si bien su conductividad normal es del 30% al 40% de la del cobre, a altas frecuencias (MHz) su conductividad es prácticamente idéntica a la del cobre, a raíz del efecto pelicular (skin effect); mientras la carga de rotura mínima es 77 kg / mm² y el alargamiento el 1% mínimo. Este material se emplea por razones mecánicas en los cables de secciones menores.

B) Aislante

Los cinco elementos con los que suele estar construido el aislante son: ✅ polietileno compacto, ✅ polietileno expandido, ✅ polietileno/aire, ✅ Tefzel y ✅ Teflón FEP. Vemos las características de cada uno:

  • Polietileno compacto: es el material más empleado como aislante en los cables coaxiles, a raiz de su excelente constante dieléctrica relativa (2,25) y rigidez dieléctrica (18 kV/mm).
  • Polietileno expandido: se obtiene introduciendo en el polietileno sustancias que se descompongan con la temperatura generando gases, con la particularidad de que los poros quedan uniformemente distribuidos y sin comunicación entre sí. La misma expansión se puede obtener con inyección de gas en el momento de la extrusión, obteniendo características eléctricas superiores.
    Este material, de reducida constante dieléctrica (1,4 / 1,8, dependiendo del grado de expansión) y bajo factor de pérdida (tgd = 0,2 . 10-3), permite lograr una notable reducción de la atenuación, comparándola con el uso de polietileno compacto.
  • Polietileno/aire: es obtenido por la aplicación de una espiral de polietileno alrededor del conductor central, a su vez recubierto con un tubo extruido de polietileno.
  • Tefzel (copolímero etileno – tetrafluoroetileno): se emplea para temperaturas entre -50°C a +155 °C, con una constante dieléctrica de 2,6 y una rigidez dieléctrica de 80 kV/mm.
  • Teflón FEP (copolímero tetrafluoroetileno – exafluoropropileno): se emplea para temperaturas entre -70 °C y +200 °C, con constante dieléctrica de 2,1 y rigidez dieléctrica de 50 kV/mm.

Estos dos últimos materiales (Tefzel y Teflón FEP) se emplean, además de las aplicaciones de altas temperaturas para aplicaciones militares, electrónica, misiles, etc., en donde se requiera gran resistencia a los agentes químicos orgánicos e inorgánicos.

C) Conductor externo

Los cuatro elementos con los que suele estar construido el conductor externo son: ✅ cobre, ✅ cobre estañado, ✅ cobre plateado, ✅ cintas de aluminio/poliester y aluminio/polipropileno. Vemos las características de cada uno:

  • Cobre: generalmente bajo la forma de trenza constituida por 16, 24 o 36 husos, con ángulos entre 30 y 45°.
  • Cobre estañado: cuando se necesitan buenas condiciones de soldabilidad.
  • Cobre plateado: en presencia de aislantes fluorados (estabilidad química).
  • Cintas de aluminio/poliester y aluminio/polipropileno: aplicadas debajo de la trenza reducen notablemente el efecto radiante y disminuyen la penetración de señales externas.

D) Cubierta externa

Los tres elementos con los que suele estar construida la cubierta externa son: ✅ cloruro de polivinilo (PVC), ✅ polietileno, y ✅ materiales fluorados (Tefzel y Teflón FEP). Vemos las características de cada uno:

  • Cloruro de polivinilo (PVC): es el material más empleado como cubierta, pudiéndose modificar sus características en función de exigencias específicas (bajas o altas temperaturas, no propagación del incendio, resistencia a los hidrocarburos, etc).
    Uno de los requisitos básicos para el PVC de la cubierta es no contaminar, con la migración de su plastificante, el aislante interno; si esto ocurre, al cabo del tiempo se pueden deteriorar las características eléctricas del aislante, produciéndose un constante aumento de la atenuación.
  • Polietileno: con una adecuada dispersión de negro de humo para mejorar su resistencia a las radiaciones ultravioletas.
  • Materiales fluorados (Tefzel y Teflón FEP): para empleo con altas temperaturas o en presencia de agentes químicos.

Poliuretano: cuando se necesiten buenas características mecánicas.

E) Armaduras

La armadura son alambres de acero o aluminio, bajo la forma de trenza o espiral, que se utilizan para instalaciones con riesgo de agresión mecánica. También es habitual encontrar cables con armadura en lugares con presencia de roedores, así como en instalaciones en lugares con riesgo de incendio y explosión.

Cable coaxial con armadura

F) Elementos autoportantes

En las instalaciones aéreas, para sustentar el cable se emplean productos especiales con un alambre o cuerda de acero paralelo al cable coaxial, conjuntamente con una cubierta de PVC o polietileno que envuelve los dos elementos y forman, al verlo seccionado, un perfil en forma de “ocho”.

Cable coaxial autoportante

¿Cómo elegir un cable coaxial?

Existen una serie de parámetros, que se definen en función del circuito al que deberás ser conectados, para elegir qué cable coaxial utilizar:

  • Impedancia característica (50, 75 o 93 Ohm)
  • Frecuencia de trabajo (de 100 kHz a 3000 MHz
  • Atenuación máxima (de 1 a varios cientos de dB/100 m.) y/o potencia máxima (de unos pocos W hasta algún kW, referido a una frecuencia de trabajo).
  • Capacidad (de 30 a 100 pF/m)
  • Máxima tensión de señal
  • Aunque de menor importancia, en ciertas aplicaciones se requiere considerar también la velocidad de propagación y la impedancia de transferencia.

Una vez definida la impedancia se puede elegir el cable operando sobre el correspondiente gráfico de los cables normalizados; con el valor de la frecuencia de trabajo se individualiza el punto de intersección correspondiente a la atenuación o potencia.

Es suficiente adoptar el valor del diámetro D inmediatamente superior para definir en forma unívoca el tipo de cable adecuado.

En caso de no encontrarse un cable normalizado se deberá recurrir a un diseño especial.

Tipos de cables coaxiales

La especificación más difundida que rige la fabricación de los cables coaxiales es la norma militar del gobierno de los Estados Unidos MIL-C-17 que, además de las características dimensionales y eléctricas, define una sigla que identifica a cada tipo de cable.

Todos los cables coaxiales están definidos con las letras RG (Radiofrecuencia – Gobierno) seguida por un número (numeración progresiva del tipo) y de la letra U (especificación universal) o A/U, B/U, etc. que indican sucesivas modificaciones y sustituciones al tipo original.

Algunos cables típicos

Cable de 50 Ohm

Dentro de los tipos de cables coaxiales, los de 50 Ohm son utilizados en comunicaciones e intercomunicación de instrumentación de todo tipo: Interfaces, computadores, equipos e instrumental de laboratorio, etc.

El más utilizado es el RG-58 estañado pero se fabrican en un gran numero de variantes para cubrir los distintos requerimientos eléctricos y mecánicos.

Por ejemplo los cables que tienen cuerda de cobre priorizan la flexibilidad y los de aislación FOAM poseen mejores performances eléctricas. Para radiofrecuencia, computación (redes locales e Internet) y antenas.

Cable de 75 Ohm

Aislación compacta

Los cables de 75 Ohm se utilizan en radiofrecuencia, CCTV, CATV, señales de televisión (tv) y FM.

El RG-59 es el coaxial de 75 Ohm de mayor venta en el mercado debido a sus excelentes características eléctricas y mecánicas combinadas con un bajo costo.

Para tendidos de gran longitud se utiliza el cable coaxil RG-11 de mayor diámetro y por lo tanto menores perdidas.

Aislación FOAM

Los cables coaxiles de aislación FOAM tienen menor atenuación de la señal que transportan que los de aislación compacta y mejores prestaciones a frecuencias elevadas.

Combinan bajo peso y costo con un excepcional rendimiento eléctrico donde no se requiera gran resistencia mecánica. Además de la malla metálica, posee una pantalla de aluminio que garantiza una cobertura y blindaje del 100% evitando interferencia externas.

Los cables coaxiales más utilizados

En la Seguridad Electrónica y Comunicaciones

En general, los coaxiales más utilizados para el cableado en la industria de la seguridad electrónica y comunicaciones son los siguientes:

  • RG 59 U PP (pesado), con cobertura de malla al 90%, 75 Ohms.
  • RG 59 U SP (semi pesado), con cobertura de malla al 67%.
  • RG 59 DM (doble malla), con cobertura de malla 67% + 90%, 75 Ohms.
  • RG 59 U + Bipolar de 2 x 0.50 mm. en cobertura de malla de 90% con el bipolar integrado al coaxial para conducir energía en 12 o 24 voltios, 75 Ohms.
  • RG 58, con conductor central multifilar.
  • RG 58 FOAM, con conductor de cobre macizo y dieléctrico de polietileno expandido por el método de inyección gaseosa, 50 Ohms.
  • RG 213 FOAM, con conductor central de cobre macizo y dieléctrico de polietileno expandido por inyección gaseosa.

En Televisión por Cable

Los coaxiales para televisión por cable más usuales, en tanto, son los siguientes:

  • RG 59, 40%; 67%; 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o sin mensajero.
  • RG 6, 67%; 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o sin mensajero.
  • RG 11, 67%, 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o sin mensajero.

Diferencia entre fibra óptica y cable coaxial. Ventajas y desventajas

Tanto el cable coaxial como el de fibra óptica cumplen la función de transmisión de datos (audio, video, etc.). El uso de uno u otro va a depender de la cantidad de datos que se quieren enviar y recibir, y la distancia de conexión.

El cable de fibra óptica posee más largo alcance para llevar la señal sin necesidad de utilizar repetidores. Mientras que en el cable coaxial la perdida es mayor por lo cual es recomendable su instalación en distancias cortas.

El cable coaxial tiene menor capacidad de envío de información, pero es común encontrarlos en entornos residenciales por su fácil instalación y su alta duración. Aunque hay que considerar que al largo plazo podría ocasionar una canibalización del servicio.

Mientras que la fibra óptica, que es una tecnología más nueva y avanzada, mayormente es utilizada en redes profesionales de empresas, universidades o grandes establecimientos, en el caso que se trate de una instalación de uso doméstico o una red de transferencia de datos media, se recomienda el uso de cable coaxial. Aunque esto está cambiando gradualmente debido a la disminución de la complejidad del equipamiento que administra las comunicaciones por fibra.

La mayor dificultad que posee la Internet por cable es la fluctuación de velocidad. Hay que tener en cuenta que la instalación de cable coaxial en una zona donde la cantidad de usuarios esta utilizando intensivamente el ancho de banda al mismo tiempo, puede ocasionar que la velocidad del servicio contratado varié entre el 100% y el 25%.

Cada vez más, ante la creciente demanda de más velocidad, y la exigencia más fuerte de las aplicaciones orientadas a la Web y la intranet, se utiliza la fibra óptica en detrimento del coaxial, para conexiones de Internet en la última milla. Esto permite entregarle a los clientes residenciales y comerciales, conexiones dedicadas a Internet de más alta velocidad, a precios razonables, tanto para el proveedor como para el consumidor

Como conclusión, a la hora de elegir entre un cable coaxial y un cable de fibra óptica, debemos considerar las tecnologías implementadas y pensar a largo plazo, teniendo en cuenta las capacidades máximas de velocidad de transmisión.

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