FIBRA OPTICA Y UTP
INTRODUCCIÓN
El cable utilizado para formar una red se denomina a veces medio. Los tres factores que se deben tener en cuenta a la hora de elegir un cable para una red son:
Los cables más utilizados son el par trenzado (UTP), el cable coaxial y la fibra óptica. El cable coaxial fue uno de los primeros que se usaron, pero el par trenzado ha ido ganando popularidad. El cable de fibra óptica se utiliza cuando es importante la velocidad, si bien los avances producidos en el diseño de las tarjetas de interfaz de red permiten velocidades de transmisión sobre cable coaxial o par trenzado por encima de lo normal. Actualmente el cable de fibra óptica sigue siendo a mejor elección cuando se necesita una alta velocidad de transferencia de datos.
“FIBRA OPTICA”
La característica de bajo peso, tamaño reducido y ausencia de metales en su estructura, hacen de la fibra óptica el medio de transmisión optimo en: aviación, electromedicina y sistemas eléctricos de potencia.
Los materiales empleados en la fabricación de la fibra óptica tienen un índice de refracción del orden de 1.5, lo que significa que el rayo de luz, que es invisible para el ojo humano, en una fibra óptica se propaga a una velocidad cercana a los 200,000 Kms.
Una fibra óptica, como su nombre lo indica, es un conductor óptico filiforme, extremadamente delgado, a través del cual se propaga la luz y no señales eléctricas con lo que se elimina la problemática de interferencias. Esto lo hace ideal para entornos en los que haya gran cantidad de interferencias eléctricas. También se utiliza mucho en la conexión de redes entre edificios debido a su inmunidad a la humedad y a la exposición solar.
Estructura
En su estructura más simple, una fibra ótica consta de una porción central de plástico o vidrio llamada Núcleo o alma, un recubrimiento, también de vidrio o plástico, llamado corteza, envoltura o manto y una chaqueta protectora de caucho o plástico. El núcleo es el camino real de propagación de la luz y tiene un índice de refracción distinto del de la corteza.
Fibra Óptica
En la superficie de separación entre el núcleo y la envoltura
se produce el fenómeno de reflexión total de la luz, al pasar
éste de un medio a otro que tiene un índice de refracción
más pequeño. Como consecuencia de esta estructura óptica
todos los rayos de luz que se reflejan totalmente en dicha superficie se transmiten
guiados a lo largo del núcleo de la fibra.
Este conjunto esta envuelto por una capa protectora. La velocidad de transmisión es muy alta, 10 Mbs siendo en algunas instalaciones especiales de hasta 500 Mbs, y no resulta afectado por interferencias.
Ancho de banda.
Hoy en día, tiene un ancho de banda de 50,000 Gbps, pero es limitada por la conversión entre las señales ópticas y eléctricas (1 Gbps). Los pulsos de luz rebotan dentro de la fibra. En una fibra de modo único los pulsos no pueden rebotar (el diámetro es demasiado pequeño) y se necesita menor amplificación (por ejemplo, pueden cruzar 30 km a unos Gbps).
Su instalación requiere de expertos. Para la transmisión de información en redes locales para este tipo de cable se utiliza una fibra como transmisora y otra como receptor, como mínimo se pueden utilizar dos fibras por cable. Las distancias máximas obtenidas en redes locales son de 2,000 metros de nodo a nodo sin el uso de amplificadores:
El conector de fibra óptica más utilizado es el conector ST. Tiene una apariencia similar a los conectores BNC. También se utilizan, cada vez con más frecuencia conectores SC, de uso más fácil.
Tipos de cables.
Según su instalación se clasifican en aéreos, subterráneos y submarinos. Se conocen fundamentalmente dos tipos de cable de fibra óptica:
Ventajas.
Mayor velocidad de transmisión. Las señales recorren los cables de fibra óptica a la velocidad de la luz (c = 3 X 109 m/s), mientras que las señales eléctricas recorren los cables a una velocidad entre el 50 y el 80 por ciento de ésta, según el tipo de cable.
Mayor capacidad de transmisión. Pueden lograrse velocidades por encima de 2 Gbps, pues la velocidad de transmisión aumenta con la frecuencia.
Inmunidad total ante interferencias electromagnéticas. La fibra óptica no produce ningún tipo de interferencia electromagnética y no se ve afectada por rayos o por pulsos electromagnéticos nucleares (NEMP) que acompañan a las explosiones nucleares.
No existen problemas de retorno de tierra, crosstalk o reflexiones como ocurre en las líneas de transmisión eléctricas.
La atenuación aumenta con la distancia más lentamente que en el caso de los cables eléctricos, lo que permite mayores distancias entre repetidores.
Se consiguen tasas de error típicas del orden de 1 en 109 frente a las tasas del orden de 1 en 106 que alcanzan los cables coaxiales. Esto permite aumentar la velocidad eficaz de transmisión de datos, reduciendo el número de retransmisiones o la cantidad de información redundante necesaria para detectar y corregir los errores de transmisión.
No existe riesgo de cortocircuito o daños de origen eléctrico.
Los cables de fibra óptica pesan la décima parte que los cables de corte apantallados. Esta es una consideración de importancia en barcos y aviones.
Los cables de fibra óptica son generalmente de menor diámetro, más flexibles y más fáciles de instalar que los cables eléctricos.
Los cables de fibra óptica son apropiados para utilizar en una amplia gama de temperaturas.
:Es más difícil realizar escuchas sobre cables de fibra óptica que sobre cables eléctricos. Es necesario cortar la fibra para detectar los datos transmitidos. Las escuchas sobre fibra óptica pueden detectarse fácilmente utilizando un reflectómetro en el dominio del tiempo o midiendo las pérdidas de señal.
Se puede incrementar la capacidad de transmisión de datos añadiendo nuevos canales que utilicen longitudes de onda distintas de las ya empleadas.
La fibra óptica presenta una mayor resistencia a los ambientes y líquidos corrosivos que los cables eléctricos.: Las materias primas para fabricar vidrio son abundantes y se espera que los costos se reduzcan a un nivel similar al de los cables metálicos.
La vida media operacional y el tiempo medio entre fallos de un cable de fibra óptica son superiores a los de un cable eléctrico.
: Los costos de instalación y mantenimiento para grandes y medias distancias son menores que los que se derivan de las instalaciones de cables eléctricos.
Características.
: Excelente tolerancia a factores ambientales
: Se puede utilizar en aplicaciones de alta velocidad
: Puede ser compatible con Ethernet o Token Ring
: Es inmune a las interferencias y relámpagos
: No produce señales magnéticas o eléctricas
: El aislante exterior está hecho de teflón o PVC.
: Fibras Kevlar ayudan a dar fuerza al cable y hacer más difícil su ruptura.
: Se utiliza un recubrimiento de plástico para albergar a la fibra central.
: El centro del cable está hecho de cristal o de fibras plásticas.
Aplicaciones en el campo de las comunicaciones de datos.
: Conexiones locales entre ordenadores y periféricos o equipos de control y medición.
: Interconexión de ordenadores y terminales mediante enlaces dedicados de fibra óptica.
: Enlaces de fibra óptica de larga distancia y gran capacidad.
La fibra óptica es un competidor directo de los diversos medios utilizados actualmente para transmitir información (cables metálicos, ondas de radio, guías de onda, etc.) y, en especial, de los cables coaxiales, a los cuales pueden sustituir con ventaja en la mayoría de los casos. Las principales aplicaciones de los cables de fibra óptica incluyen:
: Sistemas de telecomunicaciones civiles y militares.
: Redes de área local (LANs)
: Sistemas de televisión por cable.
: Sistemas industriales de supervisión y control de potencia.
: Sistemas públicos y privados de distribución de información.
: Sistemas de cable submarino.
: Sistemas automotrices.
: Sistemas domésticos de audio, video, seguridad, etc.
La mayor desventaja es que no se puede “pinchar” fácilmente este cable para conectar un nuevo nodo a la red.
Las transmisiones de la señal a grandes distancias se encuentran sujetas a atenuación, que consiste en una pérdida de amplitud o intensidad de la señal, lo que limita la longitud del cable. Los segmentos pueden ser de hasta 2000 metros.
Propagación multimodo en una fibra óptica de índice de escala y de índice gradual.
“Par
Trenzado”
(UTP)
Se trata de dos hilos de cobre aislados y trenzados entre sí, y en la mayoría de los casos cubiertos por una malla protectora. Los hilos están trenzados para reducir las interferencias electromagnéticas con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor (dos pares paralelos constituyen una antena simple, en tanto que un par trenzado no).
Cable par trenzado
El par torcido a su vez, se encuentra cubierto por una cubierta aislante y protectora en la capa exterior llamada JACKET. Los cables con los conductores de cobre más delgados y menos protegidos por un Jacket están dentro de la clasificación de cables tipo UTP, son sumamente baratos, flexibles y permiten manipular una señal a una distancia máxima de 110 metros sin el uso de amplificadores, en el mercado se conoce como cable tipo 5.
Cable par trenzado
Se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital, y su ancho de banda depende de la sección de cobre utilizado y de la distancia que tenga que recorrer.
Se trata del cableado más económico y la mayoría del cableado telefónico es de este tipo. Presenta una velocidad de transmisión que depende del tipo de cable de par trenzado que se esté utilizando. Está dividido en categorías por el EIA/TIA:
Cable UTP (par trenzado) categoría 5
El UTP (par trenzado), tiene una longitud máxima limitada y, a pesar de los aspectos negativos, es una opción a tener en cuenta debido a que ya se encuentra instalado en muchos edificios como cable telefónico y esto permite utilizarlo sin necesidad de obra. La mayoría de las mangueras de cable de par trenzado contiene más de un par de hilos por lo que es posible encontrar mangueras ya instaladas con algún par de hilos sin utilizarse. Además resulta fácil de combinar con otros tipos de cables para la extensión de redes.
Conectores RJ45
Para cable UTP categoría 5
Ventajas.
La diferencia entre las distintas categorías es la tirantez. A mayor tirantez mayor capacidad de transmisión de datos. Se recomienda el uso de cables de Categoría 3 o 5 para la implementación de redes en PYMES (pequeñas y medianas empresas). Es conveniente sin embargo utilizar cables de categoría 5 ya que estos permitirán migraciones de tecnologías 10Mb a tecnología 100 Mb.
Hay varios tipos de pares trenzados:
a) Pares semirrígidos aislados con PVC (cloruro de polivinilo) y de bajo precio, que son los utilizados más habitualmente, carecen de impedancia uniforme y provocan excesivas reflexiones.
b) Pares trenzados no apantallados con PVC Irradiado. Proporcionan mejores características con un coste algo superior.
c) Pares trenzados apantallados y aislados con materiales de baja constante dieléctrica (Twinax), que cumplen con los requisitos dieléctricos reduciendo interferencias. Proporcionan atenuaciones de más de 30 dB (decibelios) para el ruido, frente a los cables no apantallados. Suelen ser caros, pero su uso es esencial para cumplir con las normas FCC y CE, para transmitir datos a velocidades superiores a 10 Mbps.
Qué es la categoría 5?
El cableado estructurado en categoría 5 es el más solicitado hoy en día.
- Se refiere a la especificación de las características eléctricas de transmisión de los componentes de un cableado basado en UTP.
- Esta normalizado por los apéndices EIA/TIA TSB 36(cables) y TSB 40(conectores)
- Es la más alta especificación en cuanto a niveles de ancho de banda y performance.
Los elementos certificados bajo esta categoría permiten mantener las especificaciones de los parámetros eléctricos dentro de los limites fijados por la norma hasta una frecuencia de 100 Mhz en todos sus pares.
- Es una especificación genérica para cualquier par o cualquier combinación de pares.
- No se refiere a la posibilidad de transmitir 100 Mbps para una sola combinación de pares elegida. E elemento que pasa la prueba lo debe hacer sobre “todos” los pares.
- No es para garantizar el funcionamiento de una aplicación específica.
- Se aplica a los cables UTP de 4 pares y su uso como cables de distribución, patcheo y cables de equipos a:
- Cuando se certifica una instalación en base de especificación de “Categoría 5” se lo hace de Punta a Punta y se lo garantiza por escrito.
- Los parámetros eléctricos que se miden son:
: Atenuación en función de la frecuencia (db)
: Impedancia característica del cable (Ohms)
: Acoplamiento del punto más cercano (Next-db)
: Relación entre Atenuación y Crostalk (ACR-db)
: Capacitancia (pf/m)
: Resistencia en DC (Ohms/m)
: Velocidad de propagación nominal (% en relación C)
CAPSULE CORPORATION 2003