prueba_documento

Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
prueba_documento
Martes, 06 de Abril de 2010
Trabajo sobre Medios de Transmisión:
Cable UTP, FTP, STP, Cable Coaxial, Fibra Óptica
Profesor: Cristian Bermudez Quintero
Presentado por: Johan Andrés Morales Sáenz
Tecnología en Sistemas
Fundación Universitaria INPAHU
Febrero 26 de 2010
Bogotá DC
Temario
#
Objetivo general
1.1. Objetivos específicos
1
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
#
Justificación
#
Introducción
#
Marco Teórico
4.1. Cable UTP
4.1.1. Tipos de conexión
4.1.2. Categorías
4.2 Cable FTP
4.2.1 Caracteristicas técnicas
4.3 Cableado STP
4.4 Cable Coaxial
4.4.1 Aplicaciones tecnológicas
4.5 Cable de Fibra Óptica
4.5.1 Aplicaciones
4.5.2 Comunicaciones con fibra óptica
4.5.3 Sensores de fibra óptica
5. Conclusiones
6. Bibliografía
#
Objetivo general
Conocer más a fondo las caracteristicas y propiedades de los medios de transmisión en
una red, analizando cada uno de los diferentes cables de que disponemos para satisfacer las
necesidades del sitio a donde vaya ser implementada esa red.
1.1 Objetivos específicos
#
Qué es el cable UTP, que tipo de conectores usa, tipos de conexión, categorías.
#
En que se usa el cable FTP, caracteristicas.
#
Propiedades del cable STP.
#
Cable coaxial, definición.
#
Fibra óptica.
#
Justificación
2
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
3
El presente trabajo tiene como fin, profundizar en los tipos de cables que existen en un
medio de transmisión, y cuales son sus características técnicas, así como en que sitios es mas
frecuente hacer uso de uno de estos cables y cual es la topología adecuada para que sea una
red eficiente y de bajo costo.
También conocer las propiedades de cada uno de los cables, sea UTP, FTP, STP,
coaxial o fibra óptica, observando cuales de estos presentan más o menos interferencias en la
transmisión de datos, los tipos de conexión y como es su estructura física.
#
Introducción
El medio de transmisión consiste en el elemento q conecta físicamente las estaciones de
trabajo al servidor y los recursos de la red. Entre los diferentes medios utilizados en las LANs
se puede mencionar: el cable de par trenzado, el cable coaxial, la fibra óptica.
Su uso depende del tipo de aplicación particular ya que cada medio tiene sus propias
características de costo, facilidad de instalación, ancho de banda soportado y velocidades de
transmisión máxima permitidas.
#
##
Marco Teórico
Cable UTP
El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos aisladores son
entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y la diafonía de los
cables adyacentes.
El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle
entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico 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 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).
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.
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
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
4
2. Naranja
3. Blanco-Verde
4. Verde
5. Blanco-Azul
6. Azul
7. Blanco-Marrón
8. Marrón
4.1.1 Tipos de conexión
Los cables UTP forman los segmentos de Ethernet y pueden ser cables rectos o cables
cruzados dependiendo de su utilización.
- 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.
- 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.
4.1.2 Categorías
La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la asociación
Industrias Electrónicas e Industrias 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
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
5
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 mejora 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.
4.2 Cable FTP
El cable FTP es un cable que contiene múltiples pares de cobre en una envoltura de
aluminio. Su uso en los sistemas de cableado en edificios u otros ambientes donde el ruido
adyacente a los cables puede causar interferencia. La desventaja del cable FTP es que este
requiere cuidar el sistema de tierra que el UTP, típicamente el cable FTP puede ser usado en
la industria y colocando UTP en una oficina. Hacer esto permitirá la migración a aplicaciones
de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones del sistema de
cableado.
La norma internacional ISO recomienda a FTP para la transmisión de datos y al UTP
para la telefonía.
La diferencia en precios en la instalación de sistema de cableado estructurado de un
mismo proyecto con UTP o con FTP oscila entre un 10 y un 20%, de acuerdo con la
información proporcionada por IBM de México.
Especificaciones de conectores. Conector RJ-45. Este conector es el que ha brindado un
gran empuje a estas redes, pues es muy sencillo conectarlo a las tarjetas y a los hubs, además
es seguro gracias a un mecanismo de enganche que posee firmemente ajustado a otros
dispositivos, no como en el cable coaxial donde permanentemente se presentan fallas en la
conexión.
Un aspecto general a toda instalación de este tipo de cableado es que todos los
elementos deben corresponder a la categoría 5, ya que esto asegura de que todos los
elementos del cableado pueden soportar las mismas velocidades de transmisión, resistencia
eléctrica.
Códigos de conexión para las tomas de información o jacks RJ 45. La norma EIA/TIA
568 especifica dos configuraciones de conexión para el cable UTP de 4 pares los códigos de
conexión 568 A y 568 B. En el 568 A, el par #2 del cable (naranja) termina en los contactos 3
y 6 y el par #3 del cable (verde) en los contactos 1 y 2 mientras que el 568 B solo intercambia
estos dos pares. El par #1 y #4 no varían de una configuración a otra. Alicate RJ-45. Luego de
cortado el cable de acuerdo a las necesidades y distancias establecidas, se debe proceder a
instalar un conector RJ-45 a cada uno de los extremos del cable UTP. Para el proceso se
deben alinear los 8 hilos del cable de acuerdo a la disposición mostrada en las figuras
anteriores e insertar una porción de los mismos de aproximadamente 8 mm., al conector
RJ-45. Por supuesto no hace falta pelar los cables. Una vez hecho esto, el conector se
introduce en una ranura especial que posee un alicate fabricado precisamente para estos
efectos. Al imprimir presión sobre el alicate, este mecánicamente produce que los contactos
del conector RJ-45 se aseguren firmemente contra cada uno de los cables en su interior.
4.2.1 Características técnicas:
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
#
Conductor: alambre de cobre desnudo Ø0.51±0.01 mm, 24 AWG.
#
Aislamiento: polietileno de resistencia incrementada, grosor mínimo 0.18 mm.
#
Diámetro del cable 0.9±0.02 mm.
#
Color de los pares trenzados: azul-blanco/azul, naranja-blanco/naranja,
verde-blanco/verde, marrón-blanco/marrón.
#
4 pares trenzados apantallados con una cinta de hoja de aluminio de 0.025 mm x
20 mm de medida.
#
El cable tiene un alambre de drenaje de Ø0.5 mm.
#
Por fuera el cable está cubierto con un forro de PVC (grosor mínimo del forro 0.4
6
mm).
#
Diámetro exterior del cable 5.4±0.2mm.
#
Temperatura máxima admisible: 75°C
#
Resistencia al fuego: CM
4.3 Cableado STP
El cable de par trenzado blindado (STP) combina las técnicas de blindaje, cancelación y
trenzado de cables. Cada par de hilos está envuelto en un papel metálico. Los dos pares de
hilos están envueltos juntos en una trenza o papel metálico. Generalmente es un cable de 150
ohmios. Su uso es en instalaciones de redes Token Ring, el STP reduce el ruido eléctrico
dentro del cable como, por ejemplo, el acoplamiento de par a par y la diafonía.
El STP también reduce el ruido electrónico desde el exterior del cable, como, por
ejemplo, la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI).
El cable de par trenzado blindado comparte muchas de las ventajas y desventajas del
cable de par trenzado no blindado (UTP). El cable STP brinda mayor protección ante toda
clase de interferencias externas, pero es más caro y de instalación más difícil que el UTP.
Los materiales metálicos de blindaje utilizados en STP y ScTP deben estar conectados a
tierra en ambos extremos. Si no están adecuadamente conectados a tierra o si hubiera
discontinuidades en toda la extensión del material del blindaje, el STP y el ScTP se pueden
volver susceptibles a graves problemas de ruido.
Son susceptibles porque permiten que el blindaje actúe como una antena que recoge las
señales no deseadas. Sin embargo, este efecto funciona en ambos sentidos.
El blindaje no sólo evita que ondas electromagnéticas externas produzcan ruido en los
cables de datos sino que también minimiza la irradiación de las ondas electromagnéticas
internas. Estas ondas podrían producir ruido en otros dispositivos.
Los cables STP y ScTP no pueden tenderse sobre distancias tan largas como las de otros
medios de networking (tales como el cable coaxial y la fibra óptica) sin que se repita la señal.
El uso de aislamiento y blindaje adicionales aumenta de manera considerable el tamaño,
peso y costo del cable. Además, los materiales de blindaje hacen que las terminaciones sean
más difíciles y aumentan la probabilidad de que se produzcan defectos de mano de obra. Sin
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
7
embargo, el STP y el ScTP todavía desempeñan un papel importante, especialmente en
Europa o en instalaciones donde exista mucha EMI y RFI cerca de los cables.
4.4 Cable Coaxial
El cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para
transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno
central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular,
llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre
ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá
principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta
aislante.
El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos
retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina
enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable
semirrígido.
Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de
las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial
por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el
ancho de banda de esta última es muy superior.
4.4.1 Aplicaciones tecnológicas
Se puede encontrar un cable coaxial:
#
Entre la antena y el televisor;
#
En las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet;
#
Entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados);
#
En las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59);
#
En las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones
10BASE2 y 10BASE5;
#
En las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos.
Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones,
tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de
transmisión de telefonía analógica basados en la multiplexación por división de frecuencia
(FDM), donde se alcanzaban capacidades de transmisión de más de 10.000 circuitos de voz.
Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por división
de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de 7.000 canales de 64 kbps.
El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una
estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes LAN, ya que, debido a que se
instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo
que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de
acero.
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
8
4.5 Cable de Fibra Óptica
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos;
un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían
pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente
confinado y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del
ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser
o un LED.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran
cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y/o cable. Son
el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagneticas,
también se utilizan para redes locales, en donde se necesite una alta confiabilidad y fiabilidad.
4.5.1 Aplicaciones
Su uso es muy variado: desde comunicaciones digitales, pasando por sensores y
llegando a usos decorativos, como árboles de Navidad, veladores y otros elementos similares.
Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos, etc.
4.5.2 Comunicaciones con fibra óptica
La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de
telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse
formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, y algunas veces
de los dos tipos. Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja atenuación que tienen.
Para las comunicaciones se emplean fibras multimodo y monomodo, usando las
multimodo para distancias cortas (hasta 5000 m) y las monomodo para acoplamientos de
larga distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los empalmes,
soldaduras y conectores, las fibras y los componentes de éstas son de mayor costo que los de
las fibras multimodo.
4.5.3 Sensores de fibra óptica
Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la
temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no
circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico.
Las fibras ópticas se utilizan como hidrófonos para los sismos o aplicaciones de sónar.
Se ha desarrollado sistemas hidrofónicos con más de 100 sensores usando la fibra óptica. Los
hidrófonos son usados por la industria de petróleo así como las marinas de guerra de algunos
países. La compañía alemana Sennheiser desarrolló un micrófono que trabajaba con un láser y
las fibras ópticas.
Los sensores de fibra óptica para la temperatura y la presión se han desarrollado para
pozos petrolíferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de
semiconductores.
Otro uso de la fibra óptica como un sensor es el giroscopio óptico que usa el Boeing 767
y el uso en microsensores del hidrógeno.
Iluminación
Otro uso que le podemos dar a la fibra óptica es el de iluminar cualquier espacio.
Debido a las ventajas que este tipo de iluminación representa en los últimos años ha
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
empezado a ser muy utilizado.
Entre las ventajas de la iluminación por fibra podemos mencionar:
Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra sólo tiene la capacidad de
transmitir los haces de luz además de que la lámpara que ilumina la fibra no está en contacto
directo con la misma.
Se puede cambiar de color la iluminación sin necesidad de cambiar la lámpara: Esto se
debe a que la fibra puede transportar el haz de luz de cualquier color sin importar el color de
la fibra.
Con una lámpara se puede hacer una iluminación más amplia por medio de fibra: Esto
es debido a que con una lámpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes
lugares.
Se puede usar como una guía de onda en aplicaciones médicas o industriales en las que
es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en la línea de visión.
La fibra óptica se puede emplear como sensor para medir tensiones, temperatura,
presión así como otros parámetros.
Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de
visualización largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan en medicina
para visualizar objetos a través de un agujero pequeño. Los endoscopios industriales se usan
para propósitos similares, como por ejemplo, para inspeccionar el interior de turbinas.
Las fibras ópticas se han empleado también para usos decorativos incluyendo
iluminación, árboles de Navidad.
Líneas de abonado
Las fibras ópticas son muy usadas en el campo de la iluminación. Para edificios donde
la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra óptica a cualquier parte del
edificio.
También es utilizada para trucar el sistema sensorial de los taxis provocando que el
taxímetro no marque el costo real del viaje.
Se emplea como componente en la confección del hormigón translúcido, invención
creada por el arquitecto húngaro Ron Losonczi, que consiste en una mezcla de hormigón y
fibra óptica formando un nuevo material que ofrece la resistencia del hormigón pero
adicionalmente, presenta la particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.
#
Conclusiones
Los diferentes medios de transmisión nos ofrecen una variedad de características que
pueden servir en determinado tipo de red, ya que cualquiera de estos funciona en el contexto
que se maneje, o del que dispongamos.
Al termino de este trabajo es importante diferenciar, y deducir que tipo de cableado
podemos usar y cual es el costo - beneficio de ese medio de transmisión que hayamos
instalado ya sea en una empresa o universidad.
Cada uno de estos cables presenta ciertas caracteristicas técnicas y físicas, que las
9
Centro Virtual de Noticias - CVN. www.mineducacion.gov.co/cvn
10
diferencia en el modo de implementación, y sus ventajas de desventajas respecto a los otros
cables.
La fibra óptica tiene múltiples funciones y en la rama de las telecomunicaciones juega
un papel importante ya que las grandes empresas de servicios por ejemplo de internet usan la
fibra óptica para que por medio de IP transmitan y transfieran datos, haciendo que la
información llegué más rapido y se puedan conectar más aparatos a una IP, para poder
controlar casi todo.
#
Bibliografía
#
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Cable_de_par_trenzado
#
Tomado de: http://www.arqhys.com/arquitectura/cable-ftp.html.
#
Tomado de: http://esp.hyperlinesystems.com/catalog/cable/ftp-c5e-s.shtml
#
Tomado de: http://www.monografias.com/trabajos30/cableado/cableado.shtml
#
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Cable_coaxial
#
Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica
cuestionario_1 (document/xls)