La mayoría de las instalaciones de transmisión y video utilizan cables de datos. De hecho, algunos profesionales dicen que estas aplicaciones eventualmente consistirán únicamente en cables de datos.
Steve Lampen*
Recientemente hemos lanzado un nuevo cable para 4K / UHDTV (12G-SDI): Belden 4794R. Este cable coaxial es el primero diseñado específicamente para el cable de vídeo UHD de enlace único de 4K en el mercado broadcast para la transmisión de señal de 12G-SDI. El coaxial 4794R de Belden para 4K / UHDTV (12G-SDI) ofrece un rendimiento superior, una instalación más sencilla y un peso y un espacio reducidos en comparación con los enlaces cuádruple o doble.
A primera vista es difícil ver qué hace este cable diferente. Todavía parece un cable coaxial. Pero lo que sucede debajo de la chaqueta del cable es lo que realmente hace la diferencia. Hay cinco factores que establecen este nuevo diseño de cable coaxial de 4K como un caso aparte:
1. Conductores de cobre revestidos con plata
Es fácil comparar el nuevo diseño de cable coaxial 4K de Belden con otros cables coaxiales. Simplemente compararlos lado a lado. Retirar la chaqueta, la lámina, la malla y el dieléctrico, y examinar el conductor. El conductor central se ve diferente, ni siquiera es de cobre. En su lugar, es cobre plateado. La plata es el mejor conductor; su uso reduce la resistencia de todas las señales y es especialmente efectivo para aquellas señales de alta frecuencia que recorren la superficie. Debido al "efecto de la piel", es importante asegurarse de que la superficie del conductor sea lo más perfecta posible. En todos nuestros cables de video digital, la superficie del conductor central tiene un acabado espejo. En este cable de 4K, es una capa de plata con un acabado espejo.
2. Una mezcla de plástico y burbujas de aire
En el cable coaxial, el dieléctrico está hecho de una combinación de plástico y burbujas de aire (nitrógeno, en realidad - mucho más preciso que el aire regular). Conocido como "polietileno de espuma inyectada con gas nitrógeno", la cantidad de nitrógeno impacta la velocidad de la señal que viaja por el cable, llamada Velocidad de Propagación (Vp). Puede parecer que añadir aire resultaría en un plástico blando (y podría si no sabes cómo hacer la inyección de gas). Pero el resultado en las fábricas de Belden es realmente un material duro. Esto mantiene el conductor central en el centro del dieléctrico, esencialmente para mantener la impedancia del cable (para el coaxial de video, la impedancia es de 75 ohmios). Un material suave y blando significaría que el fabricante no sabe cómo hacer "Gas inyectado / espumado" muy bien. Este material duro se llama "nitrógeno de celdas duras de alta densidad con espuma inyectada". Si está comparando cables, simplemente apriete el dieléctrico de cada cable con los dedos.
3. Nuevo tipo de polietileno
Otro cambio notable en el diseño del cable coaxial 4K de Belden es un nuevo tipo de polietileno (el plástico más común del mundo). Hay cientos de variedades de polietileno, todas ofrecen diferentes niveles de rendimiento y precio. El polietileno utilizado en estos nuevos cables ofrece pérdidas significativamente más bajas que los tipos anteriores. Por lo que sabemos, esta es la primera vez que este tipo de polietileno se ha utilizado en un cable de vídeo.
4. Lamina de blindaje unida al núcleo
Conjuntamente, el conductor central y el dieléctrico que lo rodea componen el "núcleo" del cable. Sobre el núcleo va un protector en hoja. En el pasado, este primer protector se dejaba suelto, envuelto alrededor del núcleo plástico. Pero el nuevo diseño de cable coaxial de 4K une la lámina al núcleo. Con los conectores BNC de una sola pieza, la lámina suelta puede llegar a arrugarse a medida que el conector la empuja, sino se hace correctamente, lo que hace que la conexión sea mala. Con la lámina adherida, "arrugar" no es posible. Además, la hoja unida estabiliza esta capa para que no pueda moverse. Y ello también estabiliza la impedancia del cable, que se determina por la distancia desde el conductor central hasta esta capa de lámina. El BNC se desliza perfectamente, haciendo un conector rápido aún más rápido.
El nuevo cable coaxial 4K de Belden tiene sólo dos cosas en común con sus predecesores. En primer lugar, ambas versiones son del mismo tamaño. Esto se logró manteniendo el mismo Vp al 83%. Mantener las mismas dimensiones que la versión anterior permite utilizar conectores existentes con este nuevo cable. En segundo lugar, los cables tienen una misma chaqueta de PVC. La leyenda de la impresión es diferente, por supuesto, ya que el nuevo cable está marcado "12 GHz 4K UHD." ¡Pero ahí es donde la semejanza acaba!
Funcionamiento de la malla del cable
Después de la primera lámina, viene una capa trenzada con una cobertura del 95% - la mayor cobertura posible en un solo enmallado. Mejorar el rendimiento del trenzado es uno de los aspectos más difíciles de crear un nuevo diseño coaxial de 4K. Si nos fijamos en la impedancia del cable (return loss o pérdida de retorno), los diseños antiguos tienen un montón de picos a diferentes frecuencias. Estos son causados por las dimensiones de la trenza, la relación entre los conductores individuales, cómo las trenzas de cable se tejen entre sí, el ángulo en el que se cruzan entre sí (ángulo de trenzado) y muchos otros factores. Estos picos a menudo se encontraban en frecuencias muy altas. La mayoría de los cables HD se detienen a 3 GHz (o 4,5 GHz para 1080p / 50-60). Si los picos eran más altos que esas frecuencias, entonces no importaban. Había poca señal más arriba, así que los ignoramos. Pero ahora, a 6 GHz o 12 GHz para 4K - y finalmente 24 GHz o más para 8K - tenemos señales donde están los picos. Ya no podemos ignorarlos.
La manera más simple de lidiar con estos picos es simplemente moverlos hacia arriba en frecuencia. El problema: cuando revisitemos esto para 8K, esos picos estarán allí, más grandes que nunca, y mucho más difíciles de tratar. Con estos nuevos diseños, hemos podido probar las máquinas enmalladoras y marcarlas para el tipo de cable más adecuado - algunas para 6 GHz, otras para 12 GHz. Incluso estas trenzadoras, que son máquinas bastante antiguas, están entrando en una nueva era de precisión y calidad.
A continuación se muestra el rendimiento resultante de la pérdida de retorno de uno de los primeros cables 4K de Belden. El trazo verde muestra una pérdida típica de retorno de cable a 12 GHz. La línea roja sobre el resultado del muestreo verde es una garantía de pérdida de retorno. Ningún cable será peor que esos valores en rojo. La línea azul representa los límites sugeridos por SMPTE para la pérdida de retorno. Hay un pico en los 9,5 GHz aprox, que es de -20 dB pérdida de retorno (99% de la señal pasa y el 1% se refleja). El resto del cable está entre -30 dB y -40 dB de pérdida de retorno.
Las ventajas del “Tri-Shield”
Ahora, de nuevo volvamos al diseño del nuevo cable coaxial 4K. Sobre la trenza de cable de la que acabamos de hablar hay otra lamina (foil). Este papel de aluminio se llama "tri-shield". Como el otro foil, también está pegado. En este caso, está unido al forro. Cuando despojamos al cable de esta chaqueta, la primera hoja sale con ella. La mayoría de los instaladores ni siquiera se dieron cuenta de que estaba ahi. Pero esto le da una eficacia de escudo alta - mejor que 120 dB de rechazo de ruido. Esto es especialmente efectivo para cables de largos recorridos. Para cables más pequeños, podríamos volver a una sola hoja, unida al núcleo y una malla sobre ella. Eso lo hará un poco más flexible, y la gente espera flexibilidad de los cables pequeños. Además, los cables pequeños no van tan lejos, y se utilizan a menudo en el cableado de rack a rack, por lo que la posibilidad de ruido e interferencia se reduce de nuevo. Un tri-blindaje podría no ser tan efectivo para estos cables.
A 12 GHz, nuestro nuevo diseño de cable tiene 8 dB de atenuación mejorada en comparación con el diseño anterior. Esta atenuación mejorada se debe al conductor central de cobre recubierto de plata y al dieléctrico de polietileno mejorado, que mencionamos anteriormente.
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*Steve Lampen se unio a Belden en 1989, siendo actualmente gerente de producto para broadcast. Antes de Belden, trabajó como ingeniero en radio, cine y televisión. Cuenta con licencia FCC, certificaciones SBE y BICSI. En 2011 fue nombrado “Mejor educador” por la Society of Broadcast Engineers. Su libro “The Audio-Video Cable Installer’s Pocket Guide" está publicado por McGraw-Hill. Sígalo en su blog www.belden.com/blog
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