Cable coaxial
Consiste de un hilo de cobre central (núcleo) cubierto por un material aislante, a su vez este
aislante esta forrado por un conductor cilíndrico (malla de de tejido fuertemente trenzada), el conductor externo
es cubierto de un material plástico protector.
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| 1. Imagen de cable coaxial |
Las propiedades del cable coaxial están determinadas por el grosor del cable, la composición del
dieléctrico y la técnica de construcción. Los parámetros que determinan la calidad de una señal transmitida en un
cable coaxial son los siguientes:
- Impedancia característica: es la impedancia que ve una fuente conectada a un extremo de un cable, estando el otro extremo del cable abierto. Es un valor característico e intrínseco de la construcción del cable (la R, L y C por metro de cable) y su valor es Z0=(L/C). Z0 es constante sobre un rango de frecuencia que va de 60 Hz hasta 10 GHz.
- Capacitancia: Es una medida de la energía eléctrica que se almacena en el dieléctrico entre los materiales conductores, esta determinada por la constante dieléctrica del cable, la distancia entre los conductores (núcleo y malla) y la longitud total del cable.
- Atenuación: Pérdida de potencia de la señal debido a : calor (resistencia), emisión electromagnética al ambiente, la pérdida por calor es menor cuanto más grueso es el cable, la pérdida por emisión electromagnética es menor cuanto más “apantallado” está el cable (menos emisión electromagnética) y la atenuación aumenta con la frecuencia (aproximadamente proporcional a la raíz cuadrada de ésta)
- Velocidad de transmisión: impone un retardo mínimo en la transmisión de información; además hay que contar el que introducen los equipos.
Par de hilos de cable trenzado
La comunicación telefónica se inicio y creció usando un par de hilos de cobre,
con el tiempo los dos hilos se trenzaron a fin de reducir la interferencia eléctrica ya que dos cables en paralelo
constituyen una antena simple. Las características básicas de un par de hilos son:
- Resistencia: oposición al paso de la corriente eléctrica y se mide en ohms ,es afectada por la longitud del cable, la temperatura ambiente y el diámetro o calibre del alambre.
- Temperatura: Cuando la temperatura aumenta, la resistencia del alambre aumenta y viceversa.
- Inductancia: Cuando se envía una señal eléctrica por una línea telefónica, se crea un campo magnético alrededor del par. Esta inducción también es llamada Diafonía o “Cross Talk”. Con el trenzado del par se compensa el campo magnético alrededor de la línea y reduce la inducción (interferencias y diafonía) de la señal hacia el par adyacente. Esto permite señales de frecuencia mas alta.
- Impedancia: A más altas frecuencias que se envían por el cobre, estas tienden a distorsionar o atenuarse. Esto limita la velocidad y la distancia del par de cobre.
Existen variantes de par trenzado:
- Par trenzado blindado con lámina (FTP: Foil-screened Twisted Pair.): los pares de cables tienen una “proteción o blindaje” de una lámina de aluminio.
- Par trenzado blindado o apantallado (STP, Shielded Twisted Pair ): reduce la diafonía, interferencias y atenuación. Existen varias versiones de estos cables. Son más rígidos y caros que el UTP.
- Par trenzado no blindado o sin apantallar (UTP, Unshielded Twisted Pair): son sensibles a interferencias, tanto exteriores como procedentes de pares adyacentes. El UTP no tienen protección electromagnética individual y es flexible. Se define por categorías: 3, 4, 5, 5e 6 y 7.
Cable UTP
UTP Categoría 1
- Pensado para telefonía, solo señales de voz
UTP Categoría 2
- Datos hasta 4 Mbps. Redes Locales Token Ring
UTP Categoría 3
- Soporta hasta 16 MHz para uso con transmisiones de voz y de datos de baja velocidad tipo asincronicas, o aplicaciones de datos de velocidad media: Token Ring de 4 Mbps o Ethernet de 10 Mbps.
UTP Categoría 4
- Soporta hasta 20 MHz para uso con transmisiones de voz y datos hasta 16 Mbps (token ring de 16 Mbps y Ethernet)
- Alto rechazo a la diafonía y baja atenuación.
UTP Categoría 5
- Hasta 100 MHz para aplicaciones de más de 100 Mbps.
- Aplicaciones de voz y redes de área local con las velocidades requeridas en aplicaciones de ATM y FastEthernet.
- Es el sistema de mejor rendimiento en la actualidad.
UTP Categoría 5e, 6 y 7
- GigaSPEED (Anixter niveles 6 y 7)
- Ethernet a 1 Gbps y ATM a 1.2 Gbps y 2.4 Gbps
- Soporta los 77 canales (550 Mhz) de vídeo analógico de banda ancha
- Categoría 6 a 200 y 250 Mhz y Categoría 7 a 600 Mhz.
Longitud total del cable
Para las instalaciones UTP, el estándar ANSI/TIA/EIA-568-B especifica que la longitud combinada total
del cable que abarca las cuatro áreas enumeradas anteriormente se limita a una distancia máxima de 100
metros por canal. Este estándar establece que se pueden utilizar hasta 5 metros de patch cable para
interconectar los patch panels. Pueden utilizarse hasta 5 metros de cable desde el punto de terminación del
cableado en la pared hasta el teléfono o la computadora.
Áreas de trabajo
Las áreas de trabajo son las ubicaciones destinadas para los dispositivos finales utilizados por los usuarios
individuales. Cada área de trabajo tiene un mínimo de dos conectores que pueden utilizarse para conectar
un dispositivo individual a la red. Utilizamos patch cables para conectar dispositivos individuales a estos
conectores de pared. El estándar EIA/TIA establece que los patch cords de UTP utilizados para conectar
dispositivos a los conectores de pared tienen una longitud máxima de 10 metros
El cable de conexión directa es el patch cable de uso más común en el área de trabajo. Este tipo de cable se
utiliza para conectar dispositivos finales, como computadoras, a una red. Cuando se coloca un hub o switch
en el área de trabajo, generalmente se utiliza un cable de conexión cruzada para conectar el dispositivo al
jack de pared.
Cuarto de telecomunicaciones
El cuarto de telecomunicaciones es el lugar donde se realizan las conexiones a los dispositivos
intermediarios. Estos cuartos contienen dispositivos intermediarios (hubs, switches, routers y unidades de
servicio de datos [DSU]) que conectan la red. Estos dispositivos proporcionan transiciones entre el
cableado backbone y el cableado horizontal.
Dentro del cuarto de telecomunicaciones, los patch cords realizan conexiones entre los patch panels, donde
terminan los cables horizontales, y los dispositivos intermediarios. Los patch cables también interconectan
estos dispositivos intermediarios.
Los estándares de la Asociación de Industrias Electrónicas y la Asociación de las Industrias de las
Telecomunicaciones (EIA/TIA) establecen dos tipos diferentes de patch cables de UTP. Uno de los tipos es
el patch cord, con una longitud de hasta 5 metros y se utiliza para interconectar el equipo y los patch panels
en el cuarto de telecomunicaciones. Otro tipo de patch cable puede ser de hasta 5 metros de longitud y se
utiliza para conectar dispositivos a un punto de terminación en la pared.
Estos cuartos a menudo tienen una doble finalidad. En muchas organizaciones, el cuarto de
telecomunicaciones también incluye los servidores utilizados por la red.
Cableado horizontal
El cableado horizontal se refiere a los cables que conectan los cuartos de telecomunicaciones con las áreas
de trabajo. La longitud máxima de cable desde el punto de terminación en el cuarto de telecomunicaciones
hasta la terminación en la toma del área de trabajo no puede superar los 90 metros. Esta distancia máxima
de cableado horizontal de 90 metros se denomina enlace permanente porque está instalada en la estructura
del edificio. Los medios horizontales se ejecutan desde un patch panel en el cuarto de telecomunicaciones a
un jack de pared en cada área de trabajo. Las conexiones a los dispositivos se realizan con patch cables.
Cableado backbone
El cableado backbone se refiere al cableado utilizado para conectar los cuartos de telecomunicaciones a las
salas de equipamiento donde suelen ubicarse los servidores. El cableado backbone también interconecta
múltiples cuartos de telecomunicaciones en toda la instalación. A menudo, estos cables se enrutan fuera del
edificio a la conexión WAN o ISP.
Los backbones, o cableado vertical, se utilizan para el tráfico agregado, como el tráfico de entrada o de
salida de Internet, y para el acceso a los recursos corporativos en una ubicación remota. Gran parte del
tráfico desde varias áreas de trabajo utilizará el cableado backbone para acceder a los recursos externos del
área o la instalación. Por lo tanto, los backbones generalmente requieren de medios de ancho de banda
superiores como el cableado de fibra óptica.
Tipos de medios
Se deben considerar los diferentes tipos de medios al elegir los cables necesarios para realizar una
conexión WAN o LAN exitosa. Como ya mencionamos, existen diferentes implementaciones de la capa
Física que admiten múltiples tipos de medios:
- UTP (Categorías 5, 5e, 6 y 7).
- Fibra óptica.
- Inalámbrico.
Longitud del cable
La longitud total del cable que se requiere para conectar un dispositivo incluye todos los cables desde los
dispositivos finales del área de trabajo hasta el dispositivo intermediario en el cuarto de
telecomunicaciones (generalmente un switch). Esto incluye el cable desde los dispositivos hasta el enchufe
de pared, el cable a través el edificio desde el enchufe de pared hasta el punto de conexión cruzada, o patch
panel, y el cable desde el patch panel hasta el switch. Si el switch se ubica en los cuartos de
telecomunicaciones en diferentes pisos de un edificio o en diferentes edificios, el cable entre estos puntos
debe incluirse en la longitud total.
La atenuación es la reducción de la potencia de una señal a medida que se transmite a través de un medio.
Cuanto más extensos sean los medios, más la atenuación afectará la señal. En algún punto, la señal no será
detectable. La distancia del cableado es un factor esencial en el rendimiento de la señal de datos. La
atenuación de la señal y la exposición a una posible interferencia aumenta con la longitud del cable.
Por ejemplo, cuando se utiliza un cableado UTP para Ethernet, la longitud del cableado horizontal (o fijo)
necesita mantenerse a una distancia máxima recomendada de 90 metros para evitar la atenuación de la
señal. Los cables de fibra óptica pueden proporcionar una distancia de cableado mayor de hasta 500 metros
o algunos kilómetros, según el tipo de tecnología. Sin embargo, el cable de fibra óptica también puede
sufrir una atenuación cuando se alcanzan estos límites.
Costo
El costo asociado con el cableado de una LAN puede variar según el tipo de medio y es posible que el
personal no pueda darse cuenta del impacto sobre el presupuesto. En un entorno ideal, el presupuesto
permitiría instalar un cableado de fibra óptica para cada dispositivo de la LAN. Si bien la fibra proporciona
un ancho de banda superior que el UTP, los costos de la instalación y el material son considerablemente
mayores. En la práctica, generalmente no se requiere este nivel de rendimiento y no constituye una
expectativa razonable en la mayoría de los entornos. Los diseñadores de redes deben lograr que coincidan
las necesidades de rendimiento por parte de los usuarios con el costo de equipo y cableado para obtener la
mejor relación costo/rendimiento.
Ancho de banda
Los dispositivos de una red presentan requisitos de ancho de banda diferentes. Al seleccionar los medios
para las conexiones individuales, considere cuidadosamente los requisitos de ancho de banda.
Por ejemplo, un servidor generalmente necesita mayor ancho de banda que una computadora dedicada a un
único usuario. Para la conexión del servidor, considere aquellos medios que proporcionarán un ancho de
banda superior y que podrán desarrollarse para cumplir con mayores requisitos de ancho de banda y utilizar
las tecnologías más nuevas. Un cable de fibra puede ser una elección lógica para la conexión de un
servidor.
Actualmente, la tecnología utilizada en los medios de fibra óptica ofrece el mayor ancho de banda
disponible entre las opciones para los medios LAN. Teniendo en cuenta el ancho de banda aparentemente
ilimitado disponible en los cables de fibra, se esperan velocidades mayores para las LAN. El medio
inalámbrico también admite aumentos considerables en el ancho de banda, pero tiene limitaciones en
cuanto al consumo de la potencia y la distancia.
Facilidad de instalación
La facilidad al instalar un cableado varía según los tipos de cables y la estructura del edificio. El acceso al
piso y a sus espacios, además de las propiedades y el tamaño físico del cable, influyen en la facilidad de
instalación de un cable en distintos edificios. Los cables de los edificios generalmente se instalan en
canales para conductores eléctricos.
Como se muestra en la figura, un canal para conductores eléctricos es un recinto o tubo que se adjunta al
cable y lo protege. Un canal también mantiene la prolijidad del cableado y facilita el paso de los cables.
El cable UTP es relativamente liviano, flexible y tiene un diámetro pequeño, lo que permite introducirlo en
espacios pequeños. Los conectores, enchufes RJ-45, son relativamente fáciles de instalar y representan un
estándar para todos los dispositivos Ethernet.
Muchos cables de fibra óptica contienen una fibra de vidrio delgada. Esta característica genera problemas
para el radio de curvatura del cable. La fibra puede romperse al enroscarla o doblarla fuertemente. La
terminación de los conectores del cable (ST, SC, MT-RJ) son mucho más difíciles de instalar y requieren
de un equipo especial.
En algún punto, las redes inalámbricas requieren de cableado para conectar dispositivos, como puntos de
acceso, a la LAN instalada. Los medios inalámbricos a menudo son más fáciles de instalar que un cable de
fibra o UTP, ya que se necesitan menos cables en una red inalámbrica. Sin embargo, una LAN inalámbrica
requiere de una prueba y planificación más detalladas. Además, varios factores externos, como otros
dispositivos de radiofrecuencia o las construcciones edilicias, pueden afectar su funcionamiento.
Interferencia electromagnética/Interferencia de radiofrecuencia
La Interferencia electromagnética (EMI) y la Interferencia de radiofrecuencia (RFI) deben tenerse en
cuenta al elegir un tipo de medios para una LAN. La EMI/RFI en un entorno industrial puede producir un
impacto significativo sobre las comunicaciones de datos si se utiliza un cable incorrecto.
La interferencia puede provenir de máquinas eléctricas, rayos y otros dispositivos de comunicación,
incluyendo computadoras y equipos de radio.
A modo de ejemplo, piense en una instalación donde los dispositivos de dos edificios distintos se
encuentran interconectados. Los medios utilizados para interconectar estos edificios estarán expuestos a la
posible descarga de los rayos. Además, es posible que exista una gran distancia entre estos dos edificios.
La fibra óptica es la mejor elección para esta instalación.
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