Cable STP

El cable de par trenzado Es una forma de conexión en la que dos aisladores
son entrelazados para darle mayor estètica al terminado del cable y aumentar
la potència y la diafonía de los cables adyacentes.
El entrelazado de los cables aumenta la interferencia debido a que el área de
bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento elèctrico en la señal,
es aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen
llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son
combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se
aumenta mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están
expuestos a IEM similares.
La tasa de trenzado, usualmente definida en vueltas por metro, forma parte de
las especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto menor es el número
de vueltas, menor es la atenuación de la diafonía. Donde los pares no están
trenzados, como en la mayoría de conexiones telefónicas residenciales, un
miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y, por tanto,
expuesto a niveles ligeramente distintos de IEM.
El cable de Par Trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirse a los
distintos elementos de hardware que componen la red. Actualmente de los
ocho cables sólo cuatro se emplean para la transmisión de los datos. Éstos se
conectan a los pines del conector RJ45 de la siguiente forma: 1, 2 (para
transmitir), 3 y 6 (para recibir).
La Galga o AWG, es un organismo de normalización sobre el cableado. Por
ejemplo se puede encontrar que determinado cable consta de un par de hilos
de 22 AWG.
AWG hace referencia al grosor de los hilos. Cuando el grosor de los hilos
aumenta el AWG disminuye. El hilo telefónico se utiliza como punto de
referencia; tiene un grosor de 22 AWG. Un hilo de grosor 14 AWG es más
grueso, y uno de 26 AWG es más delgado.
Contenidos:
1. Historia
2. Estructura del cable
3. Tipos de conexión
4. Tipos
5. Categorías
6. Características de la transmisión
7. Ventajas y desventajas
8. Variantes menores del cable par trenzado
9. Véase también
10. Referencias
1. Historia
El cable de par trenzado es uno de los más antiguos, surgió en 1881, en las
primeras instalaciones de Alexander Graham Bell. Este tipo de cable está
formado por hilos, que son de cobre o de aluminio y estos hilos están trenzados
entre sí para que las propiedades eléctricas estén estables y también, para
evitar las interferencias que pueden provocar los hilos cercanos.
Este tipo de cable se utiliza cuando: La LAN tiene un presupuesto limitado o se
va a hacer una instalación sencilla, con conexiones simples.
Este tipo de cable NO se utiliza cuando: Se necesita un gran nivel de seguridad
en la LAN o la velocidad de transmisión es alta y son redes de gran distancia.
2. Estructura del cable
Este tipo de cable, está formado por el conductor interno el cual está aislado
por una capa de polietileno coloreado. Debajo de este aislante existe otra capa
de aislante de polietileno la cual evita la corrosión del cable debido a que tiene
una sustancia antioxidante.
Normalmente este cable se utiliza por pares o grupos de pares, no por
unidades, conocido como cable multipar. Para mejorar la resistencia del grupo
se trenzan los cables del multipar.
Los colores del aislante están estandarizados, en el caso del multipar de cuatro
pares (ocho cables), y son los siguientes:
1. Blanco-Naranja
2. Naranja
3. Blanco-Verde
4. Verde
5. Blanco-Azul
6. Azul
7. Blanco-Marrón
8. Marrón
Cuando ya están fabricados los cables unitariamente y aislados, se trenzan
según el color que tenga cada uno. Los pares que se van formando se unen y
forman subgrupos, estos se unen en grupos, los grupos dan lugar a
superunidades, y la unión de superunidades forma el cable.
3. Tipos de conexión
Los cables UTP forman los segmentos de Ethernet y pueden ser cables rectos
o cables cruzados dependiendo de su utilización.
1.- Cable recto (pin a pin)
Estos cables conectan un concentrador a un nodo de red (Hub, Nodo). Cada
extremo debe seguir la misma norma (EIA/TIA 568A o 568B) de configuracion.
La razón es que el concentrador es el que realiza el cruce de la señal.
2.- Cable cruzado (cross-over)
Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo tipo, dos
enrutadores, dos concentradores… También se utiliza cuando conectamos 2
ordenadores directamente, sin que haya enrutadores o algún elemento de por
medio. Para hacer un cable cruzado se usará una de las normas en uno de los
extremos del cable y la otra norma en el otro extremo.
4. Tipos
Cable FTP
Cable STP
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UTP acrónimo de Unshielded Twisted Pair o Cable trenzado sin
apantallar. Son cables de pares trenzados sin apantallar que se utilizan
para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil
uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen
limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la
señal.
STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par trenzado apantallado.
Se trata de cables cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con
un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de
aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su
inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o
Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada o UTP.
FTP, acrónimo de Foiled Twisted Pair o Par trenzado con pantalla
global
5. Categorías
La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la asociación
Industrias Electrónicas e Indústrias de la Telecomunicación (EIA/TIA) especifica
el tipo de cable UTP que se utilizará en cada situación y construcción.
Dependiendo de la velocidad de transmisión ha sido dividida en diferentes
categorías:
Categoría 1: Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las
transmisiones de datos. Las características de transmisión del medio están
especificadas hasta una frecuencia superior a 1MHz.
Categoría 2: Cable par trenzado sin apantallar. Las características de
transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 4
MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.
Categoría 3: Velocidad de transmisión típica de 10 Mbps para Ethernet. Con
este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10BaseT. Las
características de transmisión del medio están especificadas hasta una
frecuencia superior de 16 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de
hilo de cobre con tres entrelazados por pie.
Categoría 4: La velocidad de transmisión llega hasta 20 Mbps. Las
características de transmisión del medio están especificadas hasta una
frecuencia superior de 20 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo
de cobre.
Categoría 5: Es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta
100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas
hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares
trenzados de hilo de cobre.
Categoría 6: Es una mejora de la categoría anterior, puede transmitir datos
hasta 1Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas
hasta una frecuencia superior a 250 MHz.
Categoría 7. Es una mejor de la categoría 6, puede transmitir datos hasta 10
Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta
una frecuencia superior a 600 MHz.
6. Características de la transmisión
Está limitado en distancia, ancho de banda y tasa de datos. También destacar
que la atenuación es una función fuertemente dependiente de la frecuencia. La
interferencia y el ruido externo también son factores importantes, por eso se
utilizan coberturas externas y el trenzado. Para señales analógicas se
requieren amplificadores cada 5 o 6 kilómetros, para señales digitales cada 2 ó
3. En transmisiones de señales analógicas punto a punto, el ancho de banda
puede llegar hasta 250 kHz. En transmisión de señales digitales a larga
distancia, el data rate no es demasiado grande, no es muy efectivo para estas
aplicaciones. En redes locales que soportan ordenadores locales, el data rate
puede llegar a 10 Mbps (Ethernet) y 100 Mbps (Fast-Ethernet).
En el cable par trenzado de cuatro pares, normalmente solo se utilizan dos
pares de conductores, uno para recibir (cables 3 y 6) y otro para transmitir
(cables 1 y 2), aunque no se pueden hacer las dos cosas a la vez, teniendo una
trasmisión half-duplex. Si se utilizan los cuatro pares de conductores la
transmisión es full-duplex.
7. Ventajas y desventajas
Ventajas:
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Bajo costo en su contratación.
Alto número de estaciones de trabajo por segmento.
Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.
Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.
Desventajas:
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Altas tasas de error a altas velocidades.
Ancho de banda limitado.
Baja inmunidad al ruido.
Baja inmunidad al efecto crosstalk.
Alto coste de los equipos.
Distancia limitada (100 metros por segmento).
8. Variantes menores del cable par trenzado
Par trenzado cargado: Es una par trenzado al cual se le añade
intencionadamente inductancia, muy común en las líneas de
telecomunicaciones, excepto para algunas frecuencias. Los inductores
añadidos son conocidos como bobinas de carga y reducen la distorsión.
Par trenzado sin carga: Los pares trenzados son a título individual en régimen
de esclavo para aumentar la robustez del cable.
Cable trenzado de cinta: Es una variante del estándar de cable de cinta donde
los conductores adyacentes están en modo esclavo i trenzados. Los pares
trenzados son ligeramente esclavos unos de los otros en formato de cinta.
Periódicamentes a lo largo de la cinta hay pequeñas secciones con no
trenzados habilitados conectores y cabeceras pcb para ser terminadas usando
la típica técnica de cable de cinta IDC.
9. Véase también
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RJ-45
Unshielded Twisted Pair UTP
Shielded Twisted Pair STP
Par trenzado
Por lo general, la estructura de todos los cables par trenzado no difieren
significativamente, aunque es cierto que cada fabricante introduce algunas
tecnologías adicionales mientras los estándares de fabricación se lo permitan.
El cable está compuesto, como se puede ver en el dibujo, por un conductor
interno que es de alambre electrolítico recocido, de tipo circular, aislado por
una capa de polietileno coloreado.
El cable par trenzado es de los más antiguos en el mercado y en algunos tipos
de aplicaciones es el más común. Consiste en dos alambres de cobre o a
veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm aproximado. Los alambres
se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares
similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común
de PVC (Policloruro de Vinilo) en cables multipares de pares trenzados (de 2,
4, 8, hasta 300 pares).
Un ejemplo de par trenzado es el sistema de telefonía, ya que la mayoría de
aparatos se conectan a la central telefónica por medio de un par trenzado.
Actualmente, se han convertido en un estándar en el ámbito de las redes LAN
como medio de transmisión en las redes de acceso a usuarios (típicamente
cables de 2 ó 4 pares trenzados). A pesar que las propiedades de transmisión
de cables de par trenzado son inferiores, y en especial la sensibilidad ante
perturbaciones extremas, a las del cable coaxial, su gran adopción se debe al
costo, su flexibilidad y facilidad de instalación, así como las mejoras
tecnológicas constantes introducidas en enlaces de mayor velocidad, longitud,
etc.
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.
Sin embargo es importante aclarar que habitualmente este tipo de cable no se
maneja por unidades, sino por pares y grupos de pares, paquete conocido
como cable multipar. Todos los cables del multipar están trenzados entre sí con
el objeto de mejorar la resistencia de todo el grupo hacia diferentes tipos de
interferencia electromagnética externa. Por esta razón surge la necesidad de
poder definir colores para los mismos que permitan al final de cada grupo de
cables conocer qué cable va con cual otro. 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
En telefonía, es común encontrar dentro de las conexiones grandes cables
telefónicos compuestos por cantidades de pares trenzados, aunque
perfectamente identificables unos de otros a partir de la normalización de los
mismos. Los cables una vez fabricados unitariamente y aislados, se trenzan de
a pares de acuerdo al color de cada uno de ellos; aún así, estos se vuelven a
unir a otros formando estructuras mayores: los pares se agrupan en subgrupos,
los subgrupos de agrupan en grupos, los grupos se agrupan en superunidades,
y las superunidades se agrupan en el denominado cable.
De esta forma se van uniendo los cables hasta llegar a capacidades de 2200
pares; un cable normalmente está compuesto por 22 superunidades; cada
subunidad está compuesta por 12 pares aproximadamente; esta valor es el
mismo para las unidades menores .Los cables telefónicos pueden ser armados
de 6, 10, 18, 20, 30, 50, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 900, 1200, 1500,
1800 ó 2200 pares.
Tipos de cable par trenzado:
--Cable de par trenzado apantallado (STP):
En este tipo de cable, cada par va recubierto por una malla conductora que
actúa de apantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. Su impedancia es de
150 Ohm.
El nivel de protección del STP ante perturbaciones externas es mayor al
ofrecido por UTP. Sin embargo es más costoso y requiere más instalación. La
pantalla del STP, para que sea más eficaz, requiere una configuración de
interconexión con tierra (dotada de continuidad hasta el terminal), con el STP
se suele utilizar conectores RJ49.
Es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de datos por su
capacidad y sus buenas características contra las radiaciones
electromanéticas, pero el inconveniente es que es un cable robusto, caro y
difícil de instalar.
--Cable de par trenzado con pantalla global (FTP):
En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí
dispone de una pantalla global para mejorar su nivel de protección ante
interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120 OHMIOS
y sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además,
puede utilizar los mismos conectores RJ45. Tiene un precio intermedio entre el
UTP y STP.
--Cable par trenzado no apantallado (UTP):
El cable par trenzado más simple y empleado, sin ningún tipo de pantalla
adicional y con una impedancia característica de 100 Ohmios. El conector más
frecuente con el UTP es el RJ45, aunque también puede usarse otro (RJ11,
DB25,DB11,etc), dependiendo del adaptador de red.
Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado, por su costo
accesibilidad y fácil instalación. Sus dos alambres de cobre torcidos aislados
con plástico PVC han demostrado un buen desempeño en las aplicaciones de
hoy. Sin embargo, a altas velocidades puede resultar vulnerable a las
interferencias electromagnéticas del medio ambiente.
El cable UTP es el más utilizado en telefonía por lo que realizaremos un
estudio más a fondo de este tipo de cable.
Categorías del cable UTP:
Cada categoría especifica unas características eléctricas para el cable:
atenuación, capacidad de la línea e impedancia.
Existen actualmente 8 categorías dentro del cable UTP:
-- Categoría 1: Este tipo de cable esta especialmente diseñado para redes
telefónicas, es el típico cable empleado para teléfonos por las compañías
telefónicas. Alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps.
-- Categoría 2: De características idénticas al cable de categoría 1.
-- Categoría 3: Es utilizado en redes de ordenadores de hasta 16 Mbps. de
velocidad y con un ancho de banda de hasta 16 Mhz.
-- Categoría 4: Esta definido para redes de ordenadores tipo anillo como Token
Ring con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps.
--Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es
capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps. con un ancho de banda
de hasta 100 Mhz. Este tipo de cable es de 8 hilos, es decir cuatro pares
trenzados. La atenuación del cable de esta categoría viene dado por esta tabla
referida a una distancia estándar de 100 metros:
-- Categoría 5e: Es una categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación y las
interferencias. Esta categoría no tiene estandarizadas las normas aunque si
esta diferenciada por los diferentes organismos.
-- Categoría 6: No esta estandarizada aunque ya esta utilizándose. Se definiran
sus características para un ancho de banda de 250 Mhz.
-- Categoría 7: No esta definida y mucho menos estandarizada. Se definirá
para un ancho de banda de 600 Mhz. El gran inconveniente de esta categoría
es el tipo de conector seleccionado que es un RJ-45 de 1 pines.
En esta tabla podemos ver para las diferentes categorías, teniendo en cuenta
su ancho de banda, cual sería las distancia máxima recomendada sin sufrir
atenuaciones que hagan variar la señal: