2.1.1.1.- Estructura del cable par trenzado

1. Estructura.

El cable está compuesto por un conductor interno que es de alambre electrolítico recocido, de tipo circular, aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de la aislación coloreada existe otra capa de aislación también de polietileno, que contiene en su composición una sustancia antioxidante para evitar la corrosión del cable. El conducto sólo tiene un diámetro de aproximadamente medio milímetro y más la aislación el diámetro puede superar el milímetro.

Los colores del aislante están normalizados a fin de su manipulación por grandes cantidades. Para Redes Locales los colores estandarizados son Naranja/Blanco– Naranja; Verde/Blanco–Verde; Blanco/Azul– Azul; Blanco/Marrón–Marrón.

1.1. Conectores.

Los conectores y jacks de uso común para cable UTPC5 son los RJ-45. El conector es una pieza de plástico transparente donde se inserta el cable. El Jack es también de plástico, pero en este se inserta el conector. Las siglas RJ significan Registro de Jack y el 45 especifica el esquema de numeración de pins. El cable se inserta en el conector, éste se conecta al jack que puede estar en la pared, en la tarjeta de red la computadora o en un concentrador.

2.1.1.2.- Instalación del cable par trenzado

2. Instalación de par trenzado.

En ocasiones pueden existir dudas de cómo realizar de forma correcta el grimpado de conectores de par trenzado (UTP), la manera de instalar una roseta o un panel de grimpaje. 

El cableado para un conector RJ-45. Allí, únicamente dos de los cuatro pares (los pares 2 y 3 en el diagrama) se usan para señales de red cuando se utiliza el estándar 10 Base-T; los otros dos pares se pueden usar para señales telefónicas. En 100 Base-T, se utilizan los 4 pares para señal (teniendo en cuenta el cableado de las Categorías 3 y 4).

2.1. Tipos de conexionado: Hub-a-Nodo y Nodo-a-Nodo.
Los segmentos Ethernet construidos con cable UTP pueden ser de dos clases según su utilización: el denominado cable recto y el cruzado. Este cableado asegura en ambos casos que las líneas de Transmisión (Tx) de un aparato se comunican con las líneas de Recepción (Rx) del otro aparato. 

2.1.1. Cable recto (pin a pin). 

Son los cables que conectan un concentrador con un nodo de red (Hub, Nodo); los hilos están grimpados a conectores RJ-45 en ambos finales. Todos los pares de colores (como el blanco/azul) están conectados en las mismas posiciones en ambos extremos. A continuación se grafica la norma 568B y el orden de colores de sus pares de cables. Para hacer en cable cruzado se utiliza otro orden conocido como la norma 568A. Una de las normas se aplicará en una de las puntas del cable y la otra en la otra punta, no importa que norma se conecte en cada computadora. Las dos puntas se verán así:

2.1.2. Cable cruzado (cross-over).

Son cables que conectan dos concentradores o dos transceptores entre sí o incluso dos tarjetas (Nodo-Nodo), cuya distancia no supere los 10 metros. Deben tenerse en cuenta las siguientes observaciones respecto al uso de uno y otro tipo de cable:

a) El cable cruzado ("cross-over") solo debe ser utilizado cuando una PC es conectada directamente a otra PC, sin que exista ningún elemento adicional (hubs, routers, etc.). 

b) Los dispositivos Ethernet no pueden detectar un cable cruzado utilizado de forma inadecuada; este tipo de cables encienden los LEDs de actividad en los adaptadores, concentradores y Switches.

2.1.2.- Cable Coaxial

Cable coaxil (o coaxial): Es el tipo de cable de cobre o aluminio que usan las empresas de televisión por cable (CATV) entre su antena comunitaria y las casas de los usuarios. A veces lo emplean las compañías telefónicas y es ampliamente usado en las redes de área local (LAN) de las empresas. Puede transportar señales análogas y de voz. Fue inventado en 1929 y usado comercialmente por primera vez en 1941. AT&T tendió su primer sistema de transmisión coaxial intercontinental en 1940. Según el tipo de tecnología que se use, se puede reemplazar por fibra óptica.

Tipos de cables coaxiales más utilizados:

En general, los coaxiales más utilizados para el cableado en la industria de la seguridad electrónica y comunicaciones son los siguientes:

• RG 59 U PP (pesado), con cobertura de malla al 90%, 75 Ohms.

• RG 59 U SP (semi pesado), con cobertura de malla al 67% • RG 59 DM (doble malla), con cobertura de malla 67% + 90%, 75 Ohms.

• RG 59 U + Bipolar de 2 x 0.50 mm.  En cobertura de malla de 90% con el bipolar integrado al coaxil para conducir energía en 12 o 24 voltios, 75 Ohms • RG 58, con conductor central multifilar.

• RG 58 FOAM, con conductor de cobre macizo y dieléctrico de polietileno expandido por el método de inyección gaseosa, 50 Ohms.

• RG 213 FOAM, con conductor central de cobre macizo y dieléctrico de polietileno expandido por inyección Viene de página 124 gaseosas. Los coaxiales para televisión por cable más usuales, en tanto, son los siguientes:

• RG 59 40%; 67%; 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o sin mensajero.

• RG 6: 67%; 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o sin mensajero. 

• RG 11: 67%, 67% Trishield; 90%; 90% Trishield, con o sin mensajero.

2.1.2.1.- Tipos de cable coaxial

THICK: (grueso). Este cable se conoce normalmente como "cable amarillo", fue el cable coaxial utilizado en la mayoría de las redes. Su capacidad en términos de velocidad y distancia es grande, pero el coste del cableado es alto y su grosor no permite su utilización en canalizaciones con demasiados cables. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 2.

THIN: (fino). Este cable se empezó a utilizar para reducir el coste de cableado de la redes. Su limitación está en la distancia máxima que puede alcanzar un tramo de red sin regeneración de la señal. Sin embargo el cable es mucho más barato y fino que el thick y, por lo tanto, solventa algunas de las desventajas del cable grueso. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 5. 

El cable coaxial en general solo se puede utilizar en conexiones punto a punto o dentro de los racks.

2.1.2.2.- Conexión del cable coaxial

Tanto el cable Thinnet como el Thicknet utilizan un componente de conexión llamado conector BNC, para realizar las conexiones entre el cable y los equipos. Existen varios componentes importantes en la familia BNC, incluyendo los siguientes: 

•El conector de cable BNC. El conector de cable BNC está soldado, o incrustado, en el extremo de un cable. 

•El conector BNC T. Este conector conecta la tarjeta de red (NIC) del equipo con el cable de la red.

•Conector acoplador (barrel) BNC. Este conector se utiliza para unir dos cables Thinnet para obtener uno de mayor longitud. 

•Terminador BNC. El terminador BNC cierra el extremo del cable del bus para absorber las señales perdidas. 

Consideraciones sobre el cable coaxial

En la actualidad es difícil que tenga que tomar una decisión sobre cable coaxial, no obstante, considere las siguientes características del cable coaxial. 

Utilice el cable coaxial si necesita un medio que pueda: 

•Transmitir voz, vídeo y datos. 

•Transmitir datos a distancias mayores de lo que es posible con un cableado menos caro. 

•Ofrecer una tecnología familiar con una seguridad de los datos aceptable.

2.1.3.- Cable fibra óptica

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.

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. 

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:

• Monomodo. Cuando el valor de la apertura numérica es inferior a 2,405, un único modo electromagnético viaja a través de la línea y por tanto ésta se denomina monomodo. Sólo se propagan los rayos paralelos al eje de la fibra óptica, consiguiendo el rendimiento máximo, en concreto un ancho de banda de hasta 50 GHz.

Este tipo de fibras necesitan 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. Por contra, resultan más caras de producir y el equipamiento es más sofisticado. Puede operar con velocidades de hasta los 622 Mbps y tiene un alcance de transmisión de hasta 100 Km.

• 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. 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, 100 Mbps y 155 Mbps.

2.1.3.1.- Característica generales cable de fibra óptica

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 (UTP / STP) 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 las 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.

2.1.3.2.- Atenuación de la fibra óptica

La transmisión de luz en una fibra óptica no es 100% eficiente. La pérdida de luz en la transmisión es llamada atenuación. Varios factores influyen tales como la absorción por materiales dentro de la fibra, disipación de luz fuera del núcleo de la fibra y pérdidas de luz fuera del núcleo causado por factores ambientales.  La atenuación en una fibra es medida al comparar la potencia de salida con la potencia de entrada. La atenuación es medida en decibeles por unidad de longitud. Generalmente esta expresada en decibeles por kilómetro (dB/km).  Dispersión.  La dispersión es la distorsión de la señal, resultante de los distintos modos (simple y multimodo), debido a los diferentes tiempos de desplazamiento de una señal a través de la fibra. En un sistema modulado digitalmente, esto causa que el pulso recibido se ensanche en el tiempo [ver figura]. No hay pérdida de potencia en la dispersión, pero se reduce la potencia pico de la señal. La dispersión aplica tanto a señales analógicas como digitales. La dispersión es normalmente especificada en nanosegundos por kilómetro.

3.- Medios de transmisión no guiados

Los medios de transmisión no guiados son los que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, sino que las señales se propagan libremente a través del medio. Entre los medios más importantes se encuentran el aire y el vacío.

Tanto la transmisión como la recepción de información se llevan a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea. 

La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional. 

En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas.

En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional. 

La transmisión de datos a través de medios no guiados, añade problemas adicionales provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo. 

Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: radio, microondas y luz (infrarrojos/láser).

3.1.- Medios de transmisión (Radio e Infrarrojos)

Ondas de Radio.

Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias muy largas y penetrar edificios sin problema, de modo que se utilizan mucho en la comunicación tanto en interiores como en exteriores. 

Las ondas de radio también son omnidireccionales, lo que significa que viajan en todas las direcciones desde la fuente, por lo que el transmisor y el receptor no tienen que alinearse físicamente.

Direccional.

También llamada sistemas de banda angosta o de frecuencia dedicada. La antena de transmisión emite la energía electromagnética en un haz; por tanto en este caso las antenas de emisión y recepción deben está perfectamente alineadas.

Para que la transmisión pueda ser enviada en una dirección específica, debemos tener en cuenta la frecuencia, la cual debe ser mucho mayor que la utilizada en transmisiones omnidireccionales.

Omnidireccionales.

También llamadas sistemas basados en espectro disperso o extendido, al contrario que las direccionales, el diagrama de radiación de la antena es disperso, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. En general cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más  factible concentrar la energía en un haz direccional.

Infrarrojos

Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de que la longitud de ondas de los rayos infrarrojos sea tan pequeña (850- 900 nm), hace que no pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio.

Es por eso este motivo que las redes infrarrojas suelen estar dirigidas a oficinas o plantas de oficinas de reducido tamaño. Algunas empresas, van un poco más allá, transmitiendo datos de un edificio a otro mediante la colocación de antenas en las ventanas de cada edificio.

Por otro lado, las transmisiones infrarrojas presentan la ventaja, frente a las de radio, de no transmitir a frecuencias bajas, donde el espectro está más limitado, no teniendo que restringir, por tanto, su ancho de banda a las frecuencias libres.

La IrDA (Infrared Data Association), es un grupo de manufacturadores de dispositivos que desarrollaron un estándar para la transmisión de datos vi ondas de luz infrarrojas.

3.1.1.- Medios de transmisión (Microondas y láser)

Microondas

Se identifica a las ondas electromagnéticas en el espectro de frecuencias comprendiendo entre 1 y 300 GHz.

• Son unidireccionales.
• Alineamiento de las antenas parabólicas.
• Telecomunicaciones de larga distancia.
• Propagación de líneas vistas (Visión directa)
  No siguen la curvatura de la tierra

La distancia máxima entre antenas se puede calcular mediante la siguiente expresión:

 

Donde:

K= 4/3

h= Altura de la antena (en metros).

Láser

Es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. 

La señalización óptica sin guías se ha usado durante siglos. Paul Revere utilizó señalización óptica binaria desde la vieja iglesia del Norte justo antes de su famoso viaje.  Una aplicación más moderna es conectar las LAN de dos edificios por medio de láseres montados en sus azoteas. La señalización óptica coherente con láseres e inherentemente unidireccional, de modo que cada edificio necesita su propio láser y su propio foto detector.