Medios de Transmisión Guiados

Los medios de transmisión guiados son un canal físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Los medios guiados conducen (guían) las ondas a través de un camino físico, ejemplos de estos medios son el cable coaxial, la fibra óptica y el par trenzado. Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos tenemos el aire y el vacío.

En este blog nos enfocaremos en los medios guiados que son el UTP y la Fibra Optica.

CABLE UTP:



En este blog nos enfocaremos en los medios guiados que son el UTP y la Fibra Optica.
UTP, acrónimo inglés de Unshielded Twister Pair, o par trenzado sin apantallar, es un tipo de cable que se utiliza en las telecomunicaciones y redes informáticas. Se compone de un número heterogéneo de cables de cobre trenzados formando pares. Se diferencia de los pares trenzados apantallados y de pantalla global en que los pares individuales carecen de una protección adicional ante las interferencias. Cada cable de cobre está aislado, y los grupos de pares trenzados llevan un revestimiento que los mantiene unidos, pero carecen de cualquier otro tipo de aislamiento. El UTP se presenta en diferentes tipos y tamaños, y se utiliza principalmente en cables de nodos, lo que significa que circula desde una unidad central hasta cada componente.

CÓDIGO DE COLORES


Para que todos los cables funcionen en cualquier red, se sigue un estándar a la hora de hacer las conexiones; existen dos tipos de configuraciones: Cruzado y directo

Configuración directa:
El cable directo es sencillo de construir, solo hay que tener la misma norma en ambos extremos del cable. Esto quiere decir, que, si utilizaste la norma T568A en un extremo del cable, en el otro extremo también debes aplicar la misma norma T568A. Los dos extremos del cable llevaran un conector RJ45 con los colores en el orden indicado en la figura.



Configuración cruzada:
Si solo se quieren conectar 2 PC's, existe la posibilidad de colocar el orden de los colores de tal manera que no sea necesaria la presencia de un HUB. El cable cruzado es utilizado para conectar dos PCs directamente o equipos activos entre sí, como hub con hub, con LAN Switch, router, etc. Para crear el cable de red cruzado, lo único que deberá hacer es ponchar un extremo del cable con la norma T568A y el otro extremo con la norma T568B.

Es lo que se conoce como un cable cruzado.  El estándar que se sigue es el siguiente:



CATEGORÍAS
Aunque cada vez las conexiones por Wi-Fi son las más utilizadas y están continuamente mejorando para ofrecer las mejores velocidades posibles, si de verdad queremos aprovechar al máximo las nuevas conexiones de fibra óptica capaces de alcanzar velocidades superiores a los 300Mbps por segundo, debemos plantearnos el instalar una red cableada en nuestro domicilio. Aunque la tecnología Wi-Fi AC llega hasta los 600Mbps reales, a medida que nos alejamos del AP esta velocidad desciende radicalmente, además de que para lograrlo es necesario tener los últimos routers que han salido al mercado con sus correspondientes adaptadores Wi-Fi.
Coger un cable y llevarlo desde el router al ordenador no es complicado, sin embargo, no todos los cables son iguales ni garantizan la misma velocidad. Según la calidad y el tipo, los cables de red se clasifican en categorías las cuales nos ayudan a saber las características de los mismos, las velocidades que nos permitirán conseguir y la tolerancia a fallos o interferencias para poder montar y configurar la mejor red que se adapte a nuestras necesidades y a nuestra conexión a Internet.
Las categorías de cables de red más utilizadas actualmente son:
  • Categoría 5
  • Categoría 5e
  • Categoría 6
  • Categoría 6a
A continuación, vamos a mostrar en una gráfica las diferencias técnicas de estas 4 categorías. En la gráfica vamos a basarnos en la teoría de cada categoría, aunque en la práctica puede ser diferente como vamos a mostrar a continuación


Como podemos ver, cuanto mayor es la categoría mayor es la velocidad máxima que podremos conseguir. Pese a ello, no todo es así. Un claro ejemplo de esto es que con un cable Cat 5 de 4 pares de hilos bien montado, y en buenas condiciones se pueden llegar a alcanzar velocidades de hasta 1000 Mbps (1Gbps). También, con cables Cat 6 en buenas condiciones, con buenas clavijas y bien montado es posible conseguir velocidades máximas de hasta 10Gbps pero con un matiz, sólo en distancias inferiores a los 55 metros ya que el estándar lo limita hasta esta longitud y no asegura más distancia.
aunque el estándar afirma que la distancia máxima de un cable de red debe ser inferior a los 100 metros, en la práctica esta distancia puede ser superior, eso sí, la velocidad se verá drásticamente reducida a medida que aumenta la distancia, y llegará a un punto en que la red directamente no funcione.
Las categorías 5e y 6a son revisiones de la 5 y la 6 respectivamente, que las mejoran sin haber una gran diferencia. A estos nuevos cables se les somete a ciertas pruebas de control más estrictas que garantizan la calidad y el rendimiento de su correspondiente categoría.

DIFERENCIAS FÍSICAS DE LAS CATEGORÍAS DE LOS CABLES DE RED

Trenzado de hilos:
En cuanto a la composición física de los cables, estos sí que pueden variar un poco según la categoría. La primera diferencia notable que vamos a notar entre las diferentes categorías de cada cable de red es el trenzado de los hilos.
La finalidad del trenzado de los hilos es reducir las interferencias que se generan entre los cables externos y los internos. Cuanto más frecuente sea cada trenza menor serán las interferencias que se pueden generar y mejores serán los resultados.



Vaina o recubrimiento:
Algunos cables de red (en la imagen el de Cat-5e) pueden incluir un hilo de nailon que ayuda a reducir la diafonía. Según las categorías, la vaina, o recubrimiento exterior, también ayuda a reducir este aspecto negativo del cable de red. A continuación podemos ver cómo un cable de red normal tiene la vaina más gorda que el cable de categoría 5e, pero a cambio este segundo incluye el hilo de nailon.

Blindaje o recubrimiento metálico:
Otra característica que mejora la calidad de las conexiones es el apantallamiento. Los cables apantallados (STP) cuentan con recubrimiento metálico (apantallado) tanto para el conjunto de los hilos como para cada par en individual que reduce notablemente las interferencias ofreciendo una mayor velocidad y una señal más limpia.
Existen varios tipos de blindaje. El más habitual es el recubrimiento de cada par de hilos (ya que esto también reduce la diafonía interna), pero también es posible que el recubrimiento sólo abarque todos los cables por el exterior (S/UTP) o que sea doble, es decir, un blindaje exterior y uno por cada par (S/STP).
El blindaje de los cables es recomendable siempre que el cable sea exterior, vaya por dentro de la pared (junto a los de la luz) o esté en zonas de altas interferencias.

CATEGORIA 5E

Cables para la trasmisión de datos y señales analógicas y digitales, especiales para instalaciones domésticas.
Cable de uso interior-exterior , avanzada tecnología para trasmitir datos a alta  velocidad. Proporcionan unas excelentes características que superan los requerimientos de la Cat 5, obteniendo unos valores de rendimiento muy superiores a los cables existentes en el mercado para esta categoría. Cubierta en PVC ó LH.

CATEGORÍA 6

Cables para la trasmisión de datos y señales analógicas y digitales, especiales para instalaciones domóticas.
Cable de uso interior, avanzada tecnología para trasmitir datos a alta  velocidad. Proporcionan unas excelentes características que superan los requerimientos de la Cat 6, obteniendo unos valores de rendimiento muy superiores a los cables existentes en el mercado para esta categoría.

NORMAS Y ESTÁNDARES
Existen dos normas para el cableado estructurado la norma /EIA/TIA-568-A y la norma TIA/EIA-568-B. La intención de estos estándares es proveer una serie de prácticas recomendadas para el diseño y la instalación de sistemas de cableado que soporten una amplia variedad de los servicios existentes, y la posibilidad de soportar servicios futuros que sean diseñados considerando los estándares de cableado.

La norma ANSI/EIA/TIA-568-A es el documento principal que regula todo lo concerniente a edificios comerciales donde también se hacen algunas recomendaciones para:
  • ·         Las topologías.
  • ·         La distancia máxima de los cables.
  • ·         El rendimiento de los componentes.
  • ·         Las tomas y los conectores de telecomunicaciones.

También se pretende que el cableado de telecomunicaciones especificado soporte varios tipos de edificios y aplicaciones de usuario considerando que los edificios tienen las siguientes características:
  • ·         Una distancia entre ellos de hasta 3 km.
  • ·         Un espacio de oficinas de hasta 1.000.000 m2.
  • ·         Una población de hasta 50.000 usuarios individuales.
  • ·  Las aplicaciones que emplean el sistema de cableado de telecomunicaciones incluyen, pero no están limitadas a: voz, datos, texto, video e imágenes.


La norma TIA/EIA-568-B pretende definir estándares que permitan el diseño e implementación de sistemas de cableado estructurado para edificios de oficinas, y entre edificios de campus universitarios. La mayor parte del estándar se ocupa de definir los tipos de cables, distancias, conectores, arquitectura de sistemas de cableado, estándares para los terminales y características de prestación, requerimientos de instalación del cableado, y métodos de comprobación de los cables instalados.

UL: Dicha certificación es esencial en un cable UTP. Ayuda a asegurar confianza y seguridad pública. Reducen los costos y mejoran la calidad de los productos y de los servicios. Millones de productos y sus componentes se prueban a las rigurosas normas de seguridad de UL, con el resultado de que los consumidores vivan en un ambiente más seguro.
La marca de la UL en el cable UTP indica que ha sido probado e investigado a fondo por un equipo de profesionales en seguridad.

ETL: La marca de certificación ETL indica que el producto ha sido probado por un laboratorio independiente NRTL (Nationally Recognized Testing Laboratory) o acreditado por las autoridades locales, bajo los lineamientos técnicos de diferentes regiones
La marca ETL representa más que el cumplimiento con las normas de Seguridad Eléctrica, representa: rapidez, responsabilidad, precio competitivo, eficiencia y efectividad, servicio local para un mercado global, variedad de servicios y mejora continua.
La marca ETL es reconocida y aceptada por fabricantes, comerciantes al mayoreo y menudeo, contratistas y autoridades que tienen jurisdicción en los Estados Unidos de Norteamérica, Canadá y México.

¿Qué es PoE?

La alimentación a través de Ethernet (Power over Ethernet, PoE) es una tecnología que incorpora alimentación eléctrica a una infraestructura LAN estándar. Permite que la alimentación eléctrica se suministre a un dispositivo de red (switch, punto de acceso, router, teléfono o cámara IP, etc) usando el mismo cable que se utiliza para la conexión de red. Power over Ethernet se regula en una norma denominada IEEE 802.3af, y está diseñado de manera que no haga disminuir el rendimiento de comunicación de los datos en la red o reducir el alcance de la red.

FIBRA OPTICA:

La fibra óptica es una delgada hebra de vidrio o silicio fundido que conduce la luz. Se requieren dos filamentos para una comunicación bi-direccional: TX y RX.
El grosor del filamento es comparable al grosor de un cabello humano, es decir, aproximadamente de 0,1 mm. En cada filamento de fibra óptica podemos apreciar 3 componentes:

  • La fuente de luz: LED o laser.
  • el medio transmisor : fibra óptica.
  • el detector de luz: fotodiodo.

ESTRUCTURA DE LA FIBRA ÓPTICA
1 Elemento central dieléctrico: este elemento central que no está disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no conduce la electricidad (dieléctrico), que ayuda a la consistencia del cable entre otras cosas.
2 Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de el, dejando al resto de los filamentos libres de humedad.
3 Fibras: esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aqui se producen los fenómenos físicos de reflexión y refracción. La pureza de este material es lo que marca la diferencia para saber si es buena para transmitir o no. Una simple impureza puede desviar el haz de luz, haciendo que este se pierda o no llegue a destino. En cuanto al proceso de fabricación es muy interesante y hay muchos vídeos y material en la red, pero básicamente las hebras (micrones de ancho) se obtienen al exponer tubos de vidrio al calor extremo y por medio del goteo que se producen al derretirse, se obtienen cada una de ellas.
4 Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra.
5 Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muchos años se usaba para transmitir programas a PC, pero en este caso sólo cumple el rol de aislante.
6 Cinta antillama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor y las llamas.
7 Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y protección del cable, teniendo en cuenta que el Kevlar es un muy buen ignífugo, además de soportar el estiramiento de sus hilos.
8 Hilo de desgarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable.
9 Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior.
FUNCIONAMIENTO DE LA FIBRA ÓPTICA
Los dos principios físicos por los que la fibra funciona son la Reflexión y la Refracción. Ellos son los culpables de llevar esto adelante.
  • Refracción: es el cambio de dirección que llevan las ondas cuando pasan de un medio a otro. Sencillamente y para mejor comprensión, esto se experimenta cuando metemos una cuchara en un vaso con agua y pareciera que se desplaza dentro de este.
  • Reflexión: también es el cambio de dirección de la onda, pero hacia el origen. Esto sería lo que sucede cuando nos miramos en el espejo sin la reflexión, no podríamos peinarnos o afeitarnos frente al espejo.
TIPOS DE FIBRA ÓPTICA
Ahora hablaremos de los tipos de fibra hay y para qué sirve cada una. Para hacer esto vamos a agruparlas de dos maneras. Una es la fibra monomodo y la otra es multimodo y este agrupamiento se debe en la forma en que transmiten la luz por dentro de la fibra.

  • Monomodo: se transmite un sólo haz de luz por el interior de la fibra. Tienen un alcance de transmisión de 300 km en condiciones ideales, siendo la fuente de luz un láser. La principal característica de este tipo es que es de color amarillo.
  • Multimodo: se pueden transmitir varios haces de luz por el interior de la fibra. Generalmente su fuente de luz son IODOS de baja intensidad, teniendo distancias cortas de propagación (2 o 3 Km), pero son más baratas y más fáciles de instalar. Su color que es característico de este tipo es el color anaranjado.
TIPOS DE PULIDO DE FIBRA ÓPTICA
El pulido más común es el PC (plano) y se utiliza con las fibras MM y SM. Debido al acoplamiento de dos superficies planas, sus propiedades le hacen poco crítico en términos de pérdida de retorno. Sus valores típicos varían de 30 dB a 50 dB (UPC).
El pulido APC (angular)favorece el acoplamiento entre dos fibras en una superficie inclinada a 8 grados. Esto hace que las reflexiones de la transición de la luz no retornen al núcleo de la fibra, lo cual aumenta la pérdida de retorno a valores superiores a los 60 dB. Este efecto sólo se da en las fibras SM, ya que las mismas poseen un núcleo lo suficientemente pequeño para que ese ángulo haga que el reflejo de la señal luminosa se realice hacia afuera de la fibra.
El pulido UPC generalmente usados en equipos de conexión Ethernet, así como una serie de dispositivos, convertidores multimedia y switchs ópticos. Estos también son implementados en sistemas de data y sistemas telefónicos
TIPOS DE CONECTORES DE LA FIBRA ÓPTICA
El conector FC fue uno de los conectores monomodo más populares durante muchos años. También utiliza una férula de 2.5 mm., pero algunos de los primeros utilizaban cerámica dentro de las férulas de acero inoxidable. Su utiliza en sistemas de comunicación a larga distancia, y equipos para mediciones ópticas. Para todo tipo de fibras.

El conector LC es un conector con factor de forma pequeña que utiliza una férula de 1.25 mm., de la mitad del tamaño que el SC. Es un conector que utiliza en forma estándar una férula cerámica, de fácil terminación con cualquier adhesivo. De buen desempeño, altamente favorecido para uso monomodo.
El conector SC es un conector de broche, también con una férula de 2.5 mm. Que es ampliamente utilizado por su excelente desempeño. Fue el conector estandarizado en TIA-568-A, pero no fue utilizado ampliamente en un principio porque tenía un costo del doble de un ST. En la actualidad es solo un poco más costoso y más común, ya que se conecta con un movimiento simple de inserción que atora el conector. Existe también la configuración dúplex.
El conector ST (una marca registrada de AT&T) es probablemente el conector más popular para las redes multimodo Tiene una montadura de bayoneta y una férula larga y cilíndrica de 2.5 mm usualmente de cerámica o polímero para sostener a la fibra. Las férulas son de cerámica pero en algún caso pueden ser de metal o plástico, se debe asegurar que se insertan adecuadamente. Si tiene pérdidas altas, vuelva a conectarlos para ver si se tiene una mejor conexión y menor pérdida.
El conector MU parece un conector SC en miniatura con una férula de 1.25 mm. Es muy popular en Japón. Se utiliza en equipos y sistemas de comunicación, redes LAN, tarjetas ópticas. Para todo tipo de fibras.
El conector MT-RJ es un conector dúplex con ambas fibras en una sola férula de polímero. Utiliza puntas para alineamiento y existen versiones macho y hembra. Actualmente multimodo, solo se puede terminar en campo con el método de empalme mecánico a un inserto previamente pulido que tiene el conector. En raras ocasiones se utiliza en monomodo.
Una característica propia del conector E2000 es su tapa shutter, para la protección del ferule. Los otros dos modelos no poseen esa característica. En redes LAN y MAN, en CATV, sensores y equipos de medida. Disponible en formato simple y dúplex. Este conector permite una alta densidad de conexión en repartidores frente a otros estándares. Conector con ferrule de circonio y pulido angular convexo a 8º con altas pérdidas de retorno. 
ANSI/TIA/EIA 598-A CÓDIGO DE COLOR
En ella se indica que las fibras deben de ser agrupadas, cada grupo estará compuesto por 2, 4, 6 hasta 12 fibras ópticas. Además menciona los 12 colores: 
  • 1 – Azul 7 - Rojo 
  • 2 – Naranja 8 - Negro 
  • 3 - Verde 9 - Amarillo 
  • 4 – Café 10 - Morado 
  • 5 – Gris 11 - Rosa 
  • 6 – Blanco 12 - Aqua 
Cuando el primer grupo ya sea utilizado por completo, se creará otro grupo teniendo en cuenta la clasificación según la norma: 
  • Grupo 1   Azul y sus 12 colores 
  • Grupo 2   Naranja y sus 12 colores 
  • Grupo 3   Verde y sus 12 colores 
  • Grupo 4   Café y sus 12 colores 
  • Grupo 5   Gris y sus 12 colores 
  • Grupo 6   Blanco y sus 12 colores 
  • Grupo 7   Rojo y sus 12 colores 
  • Grupo 8   Negro y sus 12 colores 
  • Grupo 9   Amarillo y sus 12 colores 
  • Grupo 10  Morado y sus 12 colores 
  • Grupo 11  Rosa y sus 12 colores 
  • Grupo 12  Aqua y sus 12 colores 
De esta manera podemos tener desde 2 fibras hasta 144 fibras en un solo cable.

CITAS DE REFERENCIA

en

Medios de Transmisión Guiados

Los medios de transmisión guiados son un canal físico  a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisió...

  • Medios de Transmisión Guiados
    Los medios de transmisión guiados son un canal físico  a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisió...