STP Vs UTP en Videovigilancia

En muchas ocasiones desde la etapa de diseño en los sistemas de videovigilancia  hay una tendencia a usar o especificar el tipo de cableado que sea más económico, y de esta manera fácilmente se pasa por alto la protección ante las interferencias electromagnéticas que pueden estar presentes en el recorrido del cableado y pueden afectar de manera importante las señales de video hasta el punto de degradar la señal y no sirva al usuario final. 

En esta nota, examinamos el cable blindado, analizamos cómo puede prevenir problemas en las señales de video y lo comparamos con alternativas no blindadas.

Como sabemos, hay aspectos adicionales inherentes a la infraestructura de todo sistema de seguridad por lo que recomendamos a nuestros lectores tener en cuenta nuestras notas sobre mejores prácticas de cableado, conexión a tierra y compensación eléctrica para videovigilancia, entre otros temas relacionados.

Dentro de esta nota, veremos: 

• La interferencia eléctrica afecta la calidad del video
• Cable STP
• Otros tipos de apantallamiento 
• Diferencias físicas entre tipos de cable
• Diferencias funcionales entre STP y UTP
• Uso de STP según las fuentes más comunes de interferencia
• El uso de STP es limitado

La interferencia eléctrica afecta la calidad del video

En los proyectos de videovigilancia ya sea en red o en aplicaciones analógicas usualmente se da mayor importancia desde la especificación del proyecto a las cámaras, y sistemas de grabación ya sea NVR o DVR que a la red de cableado que se debe implementar y cuando surgen problemas relacionados con la calidad de video puede resultar muy costoso y frustrante el ejercicio de ensayo y error al cambiar cámaras o intentar ajustar la configuración cuando el problema persiste. 

Fuente: Securitycamcenter.com

Analizar detenidamente el cableado y la ruta de este, puede resolver problemas aparentemente difíciles de resolver. Las interferencias eléctricas en el propio cableado provocan este tipo de problemas. El cable no solo transmite flujos de datos o señales analógicas que provienen de las cámaras, también puede incorporar y transmitir "ruido eléctrico" no deseado. 

Cable STP

El cable STP o cable par trenzado apantallado, por sus siglas en inglés, incorpora una cubierta o malla metálica conductora (generalmente de aluminio) sobre cada uno de los pares que lo componen, esta cubierta actúa como una protección frente a interferencias y ruido eléctrico externo. Su impedancia es de 150 Ohm y generalmente se usan conectores RJ49 que incluyen cuerpo metálico para la conexión correcta de tierra. 

Conector RJ49 para cable STP. Fuente: emelec.es

En la siguiente imagen tenemos la comparación física entre STP y UTP en donde se evidencian las principales diferencias. 

Otros tipos de apantallamiento 

En ocasiones se suele confundir el cable STP con FTP (Par trenzado con pantalla global), es importante tener claridad sobre el tipo de blindaje de los cables. Para el caso de FTP una sola lámina metálica o malla cubre todos los pares de cable, y en el caso de STP cada par tiene su cubierta. El proceso de envolver pares individualmente comparado con envolver en todo el grupo de cables comparte algunos de los mismos beneficios, no son equivalentes entre sí y dan como resultado diferentes rendimientos.

Cable FTP (Par trenzado con pantalla global)

Aunque la abreviatura común para cable de par trenzado blindado es STP, a veces los fabricantes lo denominan 'U/FTP' para 'par trenzado sin apantallar/apantallado con lámina' sin embargo es lo mismo. Pero también es común encontrar cable tipo  'S/FTP' o par trenzado apantallado/apantallado con lámina el cual además de las cubiertas individuales, también tienen una cubierta global para todos los pares, aunque en aplicaciones de videovigilancia este tipo de cable en muy poco usado, solo en casos extremos en aplicaciones de muy específicas de muy alta interferencia electromagnética.

Fuente: dintek.com.tw

Diferencias físicas entre tipos de cable

En resumen, las principales diferencias entre UTP y STP son: 

Cubierta de lámina metálica

Es una capa delgada de lámina, flexible, comúnmente de aluminio, y que rodea los pares de cables. Esta capa a menudo se denomina 'drenaje' y en el proceso de instalación debe terminarse correctamente. Si el drenaje no se conecta a tierra adecuadamente, se pueden amplificar los problemas de interferencia o ruido eléctrico ya que este actuará como una antena receptora de señales parásitas y el objetivo del cable STP se perderá.

Chaqueta más gruesa

Las capas añadidas de láminas aumentan el peso y añaden diámetro al cuerpo del cable. Como resultado, se necesita una cubierta aislante de plástico más gruesa, lo que agrega rigidez. En general, los cables tipo STP son más pesados y gruesos en comparación con UTP y, como resultado, puede ser más difícil de instalar.

Núcleos, tiras de tracción y cables de conexión a tierra

Según el fabricante y la marca de cables STP, pueden estar presentes otras características que no se encuentran comúnmente en los cables UTP convencionales. Esto incluye divisores de plástico que actúa como núcleo del cable y permite que los pares siempre estén separados de forma homogénea en todo el recorrido del cable, así como refuerzo estructural del mismo. 

También dispone de una cuerda para ayudar a pelar la cubierta y cable desnudo de conexión a tierra eléctrica estos elementos pueden ser adicionales. 

Como ejemplo en la siguiente imagen un cable clasificado para exteriores con un núcleo central que separa los pares en cuadrantes dentro de la cubierta.

Diferencias funcionales entre STP y UTP

Esas características físicas mencionadas anteriormente proporcionan al cable STP propiedades que el cable UTP no posee, estas son: 

Resistencia EMI

La principal ventaja del blindaje es la protección contra interferencias electromagnéticas ambientales o EMI. Debido a que cada par está cubierto totalmente de manera individual, la capacidad de que la interferencia ambiental penetre y se transfiera al flujo de señal en los conductores del cable se minimiza significativamente o se elimina.

Ruido de línea aislado

La interferencia en los conductores, en especial en señales de datos altamente sensibles se puede dar en el mismo cable, esto se conoce como interferencia en ambos sentidos, en la que el cableado sin blindaje es una fuente de interferencia en sí mismo. En algunas aplicaciones, en donde se comparte cable de datos como imágenes médicas sensibles, VoIP, Videovigilancia en red, etc., el cableado Ethernet normal puede ser un medio físico que se puede ocasionar en interferencia sin control que puede afectar instrumentos o equipos sensibles; por lo que la adición de blindaje para cableado en aplicaciones compartidas minimiza o elimina este problema.

Uso de STP según las fuentes más comunes de interferencia

Básicamente el criterio de usar STP debe ser con base en el análisis de las posibles fuentes de interferencia y que estas al no poderse evitar podrían ser un problema para la integridad de la señal de video. 

Comúnmente se pueden son cuatro las fuentes más comunes en dónde se encuentra o se produce interferencia de diferentes tipos que pueden afectar la calidad del video, estas son:

• Cableado de potencia para conducción de energía eléctrica
• Equipos o aparatos de generación de alta inducción.
• Dispositivos de transmisión/recepción de señales de radio
• Lámparas fluorescentes 

Cercanía con cableado de alto voltaje y corriente

El cableado de potencia eléctrica ( > a 100 Vac ) puede interferir con la transmisión de datos del cable de señal de video cuando este se instala cerca o al lado del de potencia. Incluso el tendido de cableado a una distancia “permitida” dentro de un ducto, o bandeja portacable con conexión a tierra puede ser una fuente de interferencia para la señal de video de video y esto por el número de cables conductores de potencia eléctrica existentes.

Fuente: yaybourhood.com

Si bien no existe una especificación estricta sobre cuándo usar STP en esta situación para videovigilancia, las mejores prácticas en el diseño de redes de datos sugieren que cualquier cableado de datos que comparta la misma ductería, canalización o ducto, independientemente de cómo esté fabricado, debe implementarse usando cable STP. De lo contrario deben usarse rutas o ducterías separadas o independientes.

Adyacente a dispositivos inductivos

El cableado de datos que se implementa cerca de aparatos comunes con funcionamiento electromecánico, como motores eléctricos, transformadores de potencia, bobinas magnéticas o solenoides, puede introducir una EMI significativa en el cableado de señales de datos y video. Especialmente para instalaciones industriales, donde estos dispositivos son comunes, los tendidos de cables blindados son una protección importante.

Fuente: motordirect.es

Estas fuentes se caracterizan por sus propiedades ' inductivas ' o su dependencia de los campos magnéticos para su funcionamiento. La proximidad del cable a dispositivos como equipos HVAC, ventiladores, cerraduras magnéticas de puertas, interruptores eléctricos y maquinaria industrial puede generar suficiente interferencia para degradar la calidad del video.

Antenas de transmisión de datos GSM y radio comunicadores

Las radios de comunicación comunes de baja potencia pueden afectar o interrumpir la transmisión de datos. Si bien un dispositivo de radio portátil en sí  puede no ser un problema importante como para afectar un sistema de videovigilancia, el tendido de cable de video instalado cerca de repetidores o transmisores de alta potencia, como radio base o antenas sectoriales, si pueden afectar de manera importante,  por lo que debe, al menos en estos sectores implementar el uso de cable STP para eliminar problemas.

Fuente: tektracotelecoms.com

Lámparas fluorescentes y balastos

Una de las mayores fuentes de EMI son las lámparas de uso común en oficinas, hospitales, campus y ambientes corporativos. En instalaciones que comúnmente se hacen para videovigilancia dentro de una red ethernet y que pasan por encima o muy cerca de estos elementos sin el uso de bandejas de porta cables o tubería EMT, se debe hacer un cable STP.

Fuente: dconfianza.pe

Esto ocurre mucho en especial cuando el sitio está construido y no se pueden hacer registros para disponer de tubería o ductería, y que además otras instalaciones eléctricas se hacen sin estos elementos y el cableado previamente instalado puede ser la fuente de problemas de calidad de video.

El uso de STP es limitado

El uso de cable STP en comparación con el cableado UTP, puede llegar ser 40% más alto que con el cable UTP y dependiendo de la cantidad de cámaras es posible que las tuberías o ductos sean más grandes, lo que aumenta de manera importante el costo de la implementación, teniendo en cuenta que en una implementación de más de 50 cámaras, la relación costos de equipos versus costo de infraestructura puede ser 40%/60% siendo más alto el costo de infraestructura. Por lo que evitar el uso de cable de STP es algo que los diseñadores e integradores tratan de hacer. 

Aunque en la práctica un alto porcentaje de las instalaciones de sistemas de videovigilancia en especial en red se implementan con cable UTP estándar, se debe a que en la práctica es posible que desde el diseño se acuerden rutas y recorridos para evitar los casos de los puntos anteriores. Sin embargo, EMI es uno de los problemas frecuentes en videovigilancia, por lo que la especificación de redes de cableado con el blindaje se debe implementar en aplicaciones de alto riesgo conservando las mejores prácticas de diseño de redes y centros de datos, estas prácticas generalmente también aplican para el diseño de redes de sistemas de videovigilancia.