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Cables de pares trenzados


¿Que es un sistema de cableados?

Un sistema de cableado da soporte físico para la transmisión de las señales asociadas a los sistemas de voz, telemáticos y de control existentes en un edificio o conjunto de edificios (campus). Para realizar esta función
un sistema de cableado incluye todos los cables, conectores, repartidores, módulos, etc. necesarios.

Tipos de cables

El funcionamiento del sistema cableado deberá ser considerado no sólo cuando se están apoyando necesidades actuales sino también cuando se anticipan necesidades futuras. Hacer esto permitirá la migración a aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de recurrir a costosas actualizaciones de sistema de cableado. Los cables son el componente básico de todo sistema de cableado y por lo tanto existen diferentes tipos de cables. La elección de uno respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias existentes y el coste del medio.

Cada tipo de cable tiene sus ventajas e inconvenientes; no existe un tipo ideal. Las principales diferencias entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda permitida (y consecuentemente en el rendimiento máximo de transmisión), su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y la relación entre la amortiguación
de la señal y la distancia recorrida.

En la actualidad existen básicamente tres tipos de cables que pueden ser utilizados para el cableado en el interior de edificios o entre edificios, oficinas o cualquier otro lugar, siendo los que más calidad ofrecen :

  • Cable coaxial.
  • Par trenzado (2 cables).
  • Par trenzado (4 cables).
  • Fibra óptica.
(De los cuales el cable Par trenzado (2 y 4 pares) y la Fibra óptica son reconocidos por aceptar las norma ANSI / TIA / EIA-568-A y el Coaxial se acepta pero no se recomienda en instalaciones nuevas).A continuación se describen las principales características de cada tipo de cable, con especial atención al par trenzado y a la fibra óptica por la importancia que tienen en las instalaciones actuales, así como su implícita recomendación por los distintos estándares asociados a los sistemas de cableado.

Cable coaxial

Este tipo de cable está compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este tipo de cables es el coaxial de televisión.

Originalmente fue el cable más utilizado en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a las interferencias, pero en la actualidad su uso está en declive.

Su mayor defecto es su grosor, el cual limita su utilización en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos.

coaxial

Cable par trenzado

Es el tipo de cable más común y se originó como solución para conectar teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado, ya que está habilitado para comunicación de datos permitiendo frecuencias más altas de transmisión. Con anterioridad, en Europa, los sistemas de telefonía empleaban cables de pares no trenzados.

Cada cable de este tipo está compuesto por una serie de pares de cables trenzados. Los pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Esta técnica se conoce como Cross-talk (interferencia cruzada). Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número de cables físicos que se introducen en un conducto, separados entre si por una cruceta para que no se junten demasiado. El número de pares por cable son 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares es superior a 4 se habla de cables multipar.

Tipos de cables de par trenzado

No blindado: Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en inglés UTP (Unshield Twiested Pair; Par Trenzado no Blindado). Las mayores ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración.Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no blindado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado.

El estándar EIA-568 en el adendum TSB-36 diferencia tres categorías distintas para este tipo de cables.

  • Categoría 3: Admiten frecuencias de hasta 16 Mhz.
  • Categoría 4: Admiten frecuencias de hasta 20 Mhz.
  • Categoría 5: Admiten frecuencias de hasta 100 Mhz.
  • Categoría 6: Admiten frecuencias de hasta 250 Mhz.

Las características generales del cable no blindado son:

Tamaño: El menor diámetro de los cables de par trenzado no blindado permite aprovechar más eficientemente las canalizaciones y los armarios de distribución. El diámetro típico de estos cables es de 0’52 m.

Peso: El poco peso de este tipo de cable con respecto a los otros tipos de cable facilita el tendido.

Flexibilidad: La facilidad para curvar y doblar este tipo de cables permite un tendido más rápido así como el conexionado de las rosetas y las regletas.

Instalación: Debido a la amplia difusión de este tipo de cables, existen una gran variedad de suministradores,
instaladores y herramientas que abaratan la instalación y puesta en marcha.

Integración: Los servicios soportados por este tipo de cable incluyen:

  • Red de Area Local ISO 8802.3 (Ethernet) y ISO 8802.5 (Token Ring)
  • Telefonía analógica
  • Telefonía digital
  • Terminales síncronos
  • Terminales asíncronos
  • Líneas de control y alarmas

Blindado: Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lámina blindada. Se referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP (Shield Twiested Pair, Par Trenzado blindado). También suele existir otro tipo conocido como FTP (Full Shield Twisted Pair, Par trenzado totalmente blindado). La diferencia entre ambos es que el FTP contiene una capa de aluminio que
lo rodea, siendo un estupendo conductor, formando a su alrededor lo que se conoce como jaula de Faraday.

El empleo de una malla blindada reduce la tasa de error, pero incrementa el coste al requerirse un proceso de fabricación más complejo.

Uniforme: Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un blindaje global de todos los pares mediante una lámina externa blindada. Esta técnica permite tener características similares al cable blindado con unos costes por metro ligeramente inferior.

Cable de fibra óptica

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Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio. Cada fibra de vidrio consta de:

  • Un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción.
  • Una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de refracción ligeramente menor.
  • Una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias entre fibras adyacentes, a la vez que proporciona protección al núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para
    proteger a la fibra.

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La luz producida por diodos o por láser, viaja a través del núcleo debido a la reflexión que se produce en la cubierta, y es convertida en señal eléctrica en el extremo receptor.

La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de información debido a sus excelentes características: gran ancho de banda, baja atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta seguridad y larga duración. Su mayor desventaja es su coste de producción superior al resto de los tipos de cable, debido a necesitarse el empleo de vidrio de alta calidad y la fragilidad de su manejo en producción. La terminación de los cables de fibra óptica requiere un tratamiento especial que ocasiona un aumento de los costes de instalación.

Uno de los parámetros más característicos de las fibras es su relación entre los índices de refracción del núcleo y de la cubierta que depende también del radio del núcleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; también se conoce como apertura numérica y es adimensional. Según el valor de este parámetro se pueden clasificar los cables de fibra óptica en dos clases:

fibraopticatipos

Modo Simple (Unimodal o monomodo): Cuando el valor de la apertura numérica es inferior a 2’405, un único
modo electromagnético viaja a través de la línea, es decir, una sola vía y por tanto ésta se denomina Modo Simple. Este tipo de fibra necesita el empleo de emisores láser para la inyección de la luz, lo que proporciona un gran ancho de banda y una baja atenuación con la distancia, por lo que son utilizadas en redes metropolitanas y redes de área extensa. Resultan más caras de producir y el equipamiento es más sofisticado.

Multimodo: Cuando el valor de la apertura numérica es superior a 2’405, se transmiten varios modos electromagnéticos por la fibra, denominándose por este motivo fibra multimodo. Las fibras multimodo son las más utilizadas en las redes locales por su bajo coste. Los diámetros más frecuentes 62’5/125 y 100/140 micras. Las distancias de transmisión de este tipo de fibras están alrededor de los 2’4 kms. y se utilizan a diferentes velocidades: 10 Mbps, 16 Mbps y 100 Mbps.

Las características generales de la fibra óptica son:

  • Ancho de banda. La fibra óptica proporciona un ancho de banda significativamente mayor que los cables de pares (blindado/no blindado) y el Coaxial. Aunque en la actualidad se están utilizando velocidades de 1,7 Gbps en las redes públicas, la utilización de frecuencias más altas (luz visible) permitirá alcanzar los 39 Gbps.El ancho de banda de la fibra óptica permite transmitir datos, voz, vídeo, etc.
  • Distancia. La baja atenuación de la señal óptica permite realizar tendidos de fibra óptica sin necesidad de repetidores.
  • Integridad de datos. En condiciones normales, una transmisión de datos por fibra óptica tiene una frecuencia de errores o BER (Bit Error Rate) menor de 10 E-11. Esta característica permite que los protocolos de comunicaciones de alto nivel, no necesiten implantar procedimientos de corrección de errores por lo que se acelera la velocidad de transferencia.
  • Duración. La fibra óptica es resistente a la corrosión y a las altas temperaturas. Gracias a la protección de la envoltura es capaz de soportar esfuerzos elevados de tensión en la instalación.
  • Seguridad. Debido a que la fibra óptica no produce radiación electromagnética, es resistente a la acciones intrusivas de escucha. Para acceder a la señal que circula en la fibra es necesario partirla, con lo cual no hay
    transmisión durante este proceso, y puede por tanto detectarse.

La fibra también es inmune a los efectos electromagnéticos externos, por lo que se puede utilizar en ambientes industriales sin necesidad de protección especial.

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Características eléctricas de los cables

  • Atenuación: Es la perdida de fuerza de la señal debido a la distancia que recorre. La atenuación es la razón principal de que la longitud de las redes tenga varias restricciones. Si la señal se hace muy débil, el equipo
    receptor no interceptará bien o no reconocerá esta información. Esto causa errores, bajo desempeño al tener que transmitir la señal.

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  • Relación señal/ruido:

ruido

  • Respuesta en frecuencia: No se puede transferir a la frecuencia que se desee (nº ciclos/seg).
ADSL 8/10 Mbps 40KHz / 1MHz
ADSL 2+ 20/24 Mbps 40KHz / 2MHz
VDSL 200 Mbps 40KHz / 2,5MHz
  • Ancho de banda: Es el rango de frecuencias aprovechables para poder transmitir con seguridad.

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El ancho de banda viene determinado por las frecuencias comprendidas entre f1 y f2.

A saber…

En cuanto a la colocación o instalación del cableado saber que por lo general se utilizan armarios metálicos para que funcionen como jaula de Faraday, donde se colocan los switch o hubs. En inglés y alguna literatura adicional se suelen conocer a estos armarios como rack (armarios empotrables y modulares). Dentro del armario si hubiese mas
de un switch, se suelen interconectar entre ellos mediante cables mas cortos de lo normal, lo que se conoce como patch-cord.

Por último indicar que los conectores machos y hembras que más utilizaremos serán del tipo conocido como RJ-45, los más usados, y los blindados como RJ-48.

En consecuencia a todo lo mencionado, es preferible a ser posible, nunca colocar empalmes entre cables, ya que estos conductores suelen recibir mucho ruido y bastante atenuación.

Por último coloco una tabla a modo de referencia de los códigos de colores más usados, aunque no el único para las conexiones de cables de coble (par trenzado – 4 hilos).

PIN COLOR
1 verde / blanco
2 verde
3 naranja / blanco
4 azul
5 azul / blanco
6 naranja
7 marrón / blanco
8 marrón
Tabla de colores para los cables STRIKE, cables rectos.
  • Sistemas estructurados de cableado: Es un sistema de aplicación general y no específico, cumpliendo múltiples funcionalidades. Tiene varios usos, como por ejemplo, telefonía, videofonía, sistemas de alarmas, cámaras, megafonía, ordenadores, hilo musical, etc, todos ellos usando la misma estructura, o cable unificado.
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