MEDIO DE COBRE
En este Blog,se identifican los distintos tipos de
cables de cobre y su construcción. Características como el diámetro de los
conductores internos, el grosor de los materiales de aislamiento y la
composición de la envoltura externa, afectan la aplicabilidad de determinado
cable para cierta tarea. Los códigos para prevención de incendios también
influyen a la hora de determinar el tipo de cables adecuados para cada
situación.
La primera parte de este Blog presenta una
descripción general del cableado de cobre, desde el cable sólido y trenzado
hasta la forma en que éstos se fabrican. El Blog se concentra principalmente
en los cables de par trenzado, que son el tipo de cable de mayor aceptación y
que se utilizan en redes para datos y voz. También se analizarán en este
capítulo las categorías de cables, las opciones de blindaje y los códigos de
colores. Es necesaria una identificación correcta de las propiedades de este
cable y una buena comprensión de cómo aplicar este conocimiento, para que el
instalador realice el trabajo de manera eficiente.
CABLE COBRE:
El cobre es el medio más común para los cables de
señales. Los alambres de cobre son los elementos de un cable que transportan las
señales desde la computadora de origen hasta la computadora de destino. El cobre
tiene varias propiedades importantes que lo hacen apto para el cableado
electrónico:
- Conductividad – El cobre es quizás más conocido por su capacidad para conducir corriente eléctrica. El cobre es también un excelente conductor de calor. Esta propiedad lo convierte en un elemento útil para utensillos de cocina, radiadores y heladeras.
- Resistencia a la corrosión – El cobre no se oxida y es bastante resistente a la corrosión.
- Ductilidad – El cobre posee una gran ductilidad, es decir, la capacidad de estirarse en finos alambres sin romperse. Por ejemplo, una varilla de cobre de 1 cm de diámetro se puede calentar, enrollar y estirar hasta convertirla en un cable más fino que un cabello humano.
- Maleabilidad – El cobre puro es muy maleable (fácil de moldear). No se quiebra al martillarlo, estamparlo, forjarlo ni hilarlo para darle formas poco comunes. El cobre se puede trabajar (moldear) en frío o en caliente.
- Resistente – El cobre laminado en frío tiene una resistencia a la tracción de entre 3.500 y 4.900 kilogramos por centímetro cuadrado. El cobre mantiene su resistencia y dureza hasta alcanzar alrededor de 400 ºF (204 ºC).
Se analizan principalmente dos
tipos de cables de cobre que se utilizan en redes. Éstos son el cable de par
trenzado y el cable coaxial. Los cables de par trenzado están compuestos por uno
o más pares de alambres de cobre. Por otra parte, los cables coaxiales tienen un
conductor central de cable sólido unifilar o multifilar trenzado. La mayoría de
las redes de voz y de datos utilizan cableados de par trenzado. El cable
coaxial, que antes se utilizaba para el cableado de LAN, en la actualidad se
utiliza principalmente para las conexiones de video y para las conexiones de
alta velocidad, como las líneas T-3 (o E-3). Independientemente de su
construcción, la mayoría de los cables contienen ciertos elementos en común.
Dichos elementos son los siguientes:
- Un revestimiento o una envoltura de protección.
- Un aislamiento para evitar cortocircuitos entre los conductores individuales.
- Espaciadores para preservar las propiedades eléctricas del cable.
Un cable de cobre en un cable puede estar compuesto
por un único núcleo de cobre sólido o por un manojo de finas hebras. Cada uno
tiene ventajas y desventajas.
CONDUCTORES UNIFILAR Y MULTIFILAR TRENZADO
Ya sea que se trate de cables de par trenzado o cables
coaxiales, el conductor central de cada cable puede ser sólido unifilar o
multifilar trenzado .
Los cables multifilares trenzados son un conjunto de hebras o filamentos de
cobre muy finos que se trenzan como una cuerda. Debido a que las hebras son tan
finas, el cable es muy flexible. La flexibilidad es una propiedad deseada en
algunas ocasiones. Por ejemplo, cuando el cable está sujeto a vibraciones o a la
tensión repetitiva de acoplarse en un panel de conexión. Los cables coaxiales
multifilares trenzados o los cables de par trenzado se utilizan habitualmente en
aplicaciones militares y de aviación. La utilización de cables multifilares
trenzados en las aeronaves permite mayor flexibilidad para aumentar la vida útil
de los cables. Además, los cables multifilares coaxiales o de par trenzado se
utilizan para los cables de conexión que se conectan y desconectan con
frecuencia en el panel de conexión. Los cables coaxiales sólidos unifilares o
los cables de par trenzado podrían quebrarse fácilmente en estas situaciones.
Se prefieren los cables sólidos unifilares cuando
deban realizarse conexiones a conectores de desplazamiento del aislamiento (IDC)
estándar. Esto
conectores funcionan mediante la inserción del cable dentro de unas agarraderas
que tienen bordes internos profundos. Estas agarraderas hacen contacto al cortar a través del
aislamiento y morder el conductor de cobre.
Este método funciona mejor cuando el conductor es
sólido unifilar. Los conductores multifilares trenzados tienden a deslizarse
alrededor de la parte interna del aislamiento del cable. Así, las hebras
individuales pueden separarse unas de otras y no lograr un contacto mecánico,
durable y sólido. Por este motivo, generalmente, los cables multifilares
trenzados se utilizan sólo para los cables de conexión.
AISLAMIENTO DE LOS CABLES
El aislamiento se utiliza como un material de alta
resistencia. Se utiliza como revestimiento del conductor para resistir el flujo
de corriente entre los conductores del cable. A veces, se lo menciona como la
parte dieléctrica del cable. Existen varios tipos de materiales utilizados para
aislamiento, cada uno con sus ventajas y desventajas. El tipo de aislamiento
utilizado depende de la aplicación que se le dará al cable. Existen varias
categorías principales de aislantes.
- Materiales Termoplástico – Policloruro de vinilo (PVC), polietileno, polipropileno. Son muy utilizados y tienen resistencia a la luz solar, al ozono, al petróleo y a los solventes. El PVC permite los colores brillantes y es fácil de quitar.
- Fluoropolímeros – Halar y Teflon. Éstos se utilizan para aplicaciones con altas temperaturas, especialmente donde se necesita cable plenum.
- Elastómeros – Elastómero termoplástico. Éstos son similares al caucho y recuperan su forma una vez que se interrumpe la presión que se ejerza sobre ellos.
COMO SE FABRICAN LOS CABLES?
Los cables se fabrican en dos pasos. El primer proceso
implica una extrusión del cable o un proceso de trefilado para crear una hebra
fina de cobre que servirá para formar un carrete de alambres no aislados. El
segundo paso consiste en aislar la hebra individual de alambre con un material
aislante, generalmente realizado con una máquina de extrusión con biela
conectada a una cruceta.
Proceso básico del trefilado de cables (empuje) 
- Crear lingotes purificados y uniformes del mineral de cobre
- Derretir (fundir) los lingotes
- Empujar o aplastar el cobre derretido a través de un pequeño orificio en una hebra continua
La extrusión es un proceso que emplea calor. Este
proceso se denomina extrusión por pistón. El pistón aplica una presión de hasta
1500 toneladas. Estas extrusiones de cobre son muy utilizadas en la fabricación
de equipos eléctricos. La extrusión produce una sección de manera precisa con
una buena estructura de grano y una fina terminación de superficie. Dado que las
boquillas se pueden cambiar fácilmente, es posible realizar una amplia variedad
de secciones con una misma prensa de extrusión.
¿Cómo se fabrican los cables?
El proceso básico de trefilado (tendido)
El trefilado es un proceso que utiliza calor y
boquillas. El cable de cobre, generalmente, comienza como una bobina de varillas
producidas por medio de un proceso de laminado en caliente. Luego la bobina se
prensa con las boquillas, lo que reduce el diámetro de la bobina y la alarga.
Para que la producción sea continua, las bobinas consecutivas se sueldan. La
boquilla reduce el diámetro de la vara y al mismo tiempo la alarga. Cada
boquilla puede lograr una reducción de casi 30%, al producir temperaturas y
presiones locales muy altas. Esto suele provocar un gran desgaste de las
boquillas, por lo que éstas se fabrican con un material muy resistente, como el
carburo de tungsteno y el diamante. Es muy importante mantener las boquillas
lubricadas para minimizar el desgaste. En las máquinas continuas modernas, un
cabrestante hace pasar el cable a través de varias boquillas en una sesión. Para
los calibres más finos, es posible que se deba trefilar el cable a través de 30
ó 40 boquillas.
Proceso de aislación de los conductores de cobre
La
aislación del cobre se realiza por medio de un proceso de extrusión, tal como lo
muestra la Figura . El
cable de cobre se introduce en un dispositivo de extrusión "con cruceta", en el
que se extruye plástico (PVC) u otro material aislante sobre la hebra de cobre.
El espesor del aislante del cable se determina según el tamaño de la boquilla de
extrusión.
CÓDIGOS Y ESTÁNDARES
¿ Códigos de tipo
Los códigos de tipo eléctricos figuran en catálogos
de cables e insumos para cableado. Estos códigos identifican en qué tipo de
aplicaciones se pueden utilizar determinados cables.A continuación, se
describen dos ejemplos de códigos de tipo NEC:
- CM (para comunicaciones)
- MP (para varios propósitos)
El objetivo de los códigos es proteger a las personas
y las propiedades de los peligros que pueden surgir al usar la electricidad.
Algunas empresas prefieren probar sus cables como cables para circuitos a
control remoto o para circuitos de potencia limitada. Por lo general, la energía
que transportan estos tipos de cables es de bajo voltaje. Éstos reciben la
clasificación CL2 o CL3 (clase 2 ó clase 3), en lugar de otras clasificaciones
más generales, debido a las diferencias de energía eléctrica a las que está
expuesto el cable. Sin embargo, los criterios de llamas y humo, por lo general,
son los mismos para todas las pruebas.
Los muros cortafuegos presentan un caso especial. Son
muros construidos con material ignífugo para evitar la expansión del fuego.
Muchas veces los cables deben atravesar los muros cortafuegos. La perforación de
un muro cortafuegos, conocida como penetración, es un procedimiento que debe
realizarse con las autorizaciones correspondientes, ya que podría afectar la
clasificación de resistencia al fuego del edificio. La perforación del piso,
también conocida como ahuecado, incluye procedimientos para detener incendios y
consideraciones estructurales del edificio. Cuando no hay posibilidad de evitar
las perforaciones, los orificios deben rellenarse con material ignífugo, para
restaurar la integridad del muro. fabrican los cables?
CABLES DE PLANTA
Todo el cableado dentro de un edificio se denomina en
forma colectiva cables de planta. Un cableado de planta, es decir un sistema de
cableado estructurado, es más que un conjunto de cables individuales. Como su
nombre lo indica, los cables se instalan siguiendo un diseño bien pensado. Los
cables de planta contienen todos los cables de un sistema. Sin embargo, a veces
resulta de utilidad diferenciar los cables que se encuentran dentro del ambiente
protegido de un edificio de aquellos que están expuestos al clima. La planta
interna es la que se encuentra dentro de los edificios. La planta externa, por
lo general, es más espesa y está equipada con materiales de revestimiento más
fuertes y gruesos, y con un escudo de aluminio debajo del revestimiento
exterior. Se lo puede rellenar con gel resistente al agua y se lo puede cubrir
con una capa de blindaje. Estas medidas de precaución adicionales añaden costos,
pero son necesarias para proteger los cables de las condiciones
externas.
CABLE DE PAR TRENZADO
Cuando se trabaja con cable de cobre, el instalador
trabajará con dos tipos básicos de cables. Cable de par trenzado y cable
coaxial. Los cables de par trenzado están compuestos de alambres de cobre
aislado que se trenzan y, luego, se introducen en un revestimiento protector. El cable coaxial está
compuesto de un conductor central de cobre, ya sea trefilado multifilar o sólido
unifilar, que está envuelto en un material de aislamiento y cubierto por una o
más capas de malla o papel metálico. El cable está revestido con una envoltura
exterior perdurable. En este capítulo, se analizarán la estructura, el uso, las ventajas y las
desventajas de cada tipo de cable.
A primera vista, los cables de par trenzado parecen ser
sólo una serie de cables de colores enroscados unos con otros . En realidad, se trata de un
sistema de precisión para transmitir señales electrónicas. Los cables de par
trenzado están compuestos de uno o más pares de cables de cobre aislados que
están trenzados juntos.
El sistema conector más común para conectar un cable
de par trenzado es el conector modular de 8 posiciones y 8 contactos (8P8C),
también conocido como conector "Registered Jack-45" (RJ-45) . Este conector se confunde
fácilmente con un conector de teléfono debido a que tiene la misma forma. Es un
poco más grande que el conector de un teléfono.
A veces los alambres de los cables de par trenzado se
unen con los conectores en una matriz denominada panel de conexión . Los paneles de conexión se arman
en marcos de soportes o, a veces, en las paredes de las salas de
telecomunicaciones. Los diferentes jacks están interconectados en un panel de
conexión con jumpers cortos denominados cables de conexión.
Se denomina Categoría al término utilizado para distinguir los grados de los cables de par trenzado. Cada grado se distingue por la cantidad de alambres en el cable, la cantidad de trenzas de los alambres (para reducir la interferencia de otros cables) y la velocidad de la transmisión de datos que se puede alcanzar. Los primeros intentos por mejorar la calidad de los cables terminaron en una gran cantidad de especificaciones distintas, ya que no había estándares establecidos. Como esto provocó problemas de compatibilidad, Anixter, un importante distribuidor de cables, estableció un sistema de niveles que describía las características de distintos grados de cables y para qué se podían utilizar. Estos niveles eran:
El Programa de niveles Anixter fue presentado por primera vez en 1989 por la compañía Anixter Inc. El sistema de categorías utilizado en la actualidad tuvo origen en este programa. Los niveles originales de Anixter se tradujeron directamente en Categorías, pero el programa Anixter actual define las especificaciones "Rendimiento ampliado" o Niveles XPTM. Estas especificaciones han sido diseñadas para mostrar los efectos en el rendimiento del sistema de cableado de redes sobre los datos en tiempo real cuando la red está en funcionamiento, y de qué manera interactúan los sistemas de cables con los componentes activos de la red. El enfoque de datos en tiempo real puede ofrecer ventajas para predecir el rendimiento de los cables. En general, la certificación XP excede los estándares comunes de la industria para un determinado grado de cable.
El cable de par trenzado es un sistema de precisión de alambres y aislamiento. El secreto está en el trenzado. ¿Por qué se fabrican cables que están entrelazados? Al estar trenzado, cada par de hilos produce un efecto de cancelación que ayuda a neutralizar el ruido y a anular la interferencia. En este tipo de cables, los instaladores deben conservar el trenzado de los pares para evitar los problemas de degradación del rendimiento en el cableado. El efecto de cancelación funciona sólo si la señal viaja por los alambres correctos. Dividir los pares o cruzarlos sólo causa problemas. Para evitar esto, los alambres tienen códigos de colores; ese aspecto se desarrolla más adelante en esta sección. La proximidad de los alambres puede dar lugar a que los campos de éstos se cancelen entre sí, pero aun así emiten líneas de fuerza magnética que pueden afectar a otros alambres cercanos. Al estar entrelazados en toda la extensión del cable, los campos de un alambre se alternan rápidamente con los campos del otro. Esto limita la exposición de cualquier cable a los campos de los demás. Es por eso que los alambres están trenzados. Los distintos pares de un cable tienen una cantidad distinta de trenzas. Esto ayuda a evitar la alineación frecuente de los campos alternos, lo que aumentaría las posibilidades de diafonía. Cuando se fabrican cables de par trenzado, se trenza cada par del conductor para proveer el efecto de cancelación. Cada par del cable se debe trenzar de diferente manera. Si se trenzaran todos los pares de la misma manera, se produciría la alineación frecuente de dichos pares. Cada vez que hay alineación de los pares del cable, existe la posibilidad de que cada conductor produzca interferencia. La razón principal por la que se trenzan los pares es evitar la alineación de los conductores. El trenzado sirve para proteger el cable de otra manera. La ruta de un cable puede atravesar muchos campos eléctricos desviados. Algunos pueden provenir de motores utilizados en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Las luces fluorescentes, los radiotransmisores y los transformadores de energía pueden generar otros. Estos campos desviados se denominan interferencia electromagnética (EMI) si provienen de fuentes eléctricas, e interferencia de radiofrecuencia (RFI) si provienen de radios, radares o microondas. Al mantener el cable trenzado, es probable que la interferencia afecte a ambos alambres del par por igual. Como las señales de cada alambre del par se ubican en sentido opuesto, la interferencia se incorpora a la señal en un alambre mientras resiste la señal en el otro. Por lo tanto, en los cables de par trenzado, tienden a anularse las interferencias como EMI y RFI.
Los antiguos conmutadores con paneles de conexión que se utilizaban en las centrales telefónicas dieron origen a algunos de los términos exclusivos del cableado. Cada uno de los alambres del par tiene un nombre exclusivo. Son puntas o anillos
. Los operadores insertaron sondas,
denominadas conector macho, dentro de receptáculos,
denominados jacks. Se sujetó uno de los conductores a la punta del
conector macho. El otro conductor se sujetó a un anillo que rodeaba al conector
macho. En ese momento, estos alambres se conocieron con el nombre de punta y
anillo, denominación que todavía se utiliza. El "color primario" del cable de cuatro pares, como el cable
de Categoría 5e, es el de la punta; por lo general, ésta es blanca y tiene un
indicador o una raya del mismo color que el alambre de color liso, que es el
anillo. (En algunos cables, las puntas son opacas y los anillos, translúcidos.)
La mayoría de los cables de par trenzado siguen el esquema de códigos de
colores que aparece en la Figura. Es una costumbre local llamar punta al alambre blanco. Se le dio este
nombre por ser el primer alambre de cada par que se inserta a presión en el
bloque de punción, especialmente cuando se trabaja con cables que tienen una
mayor cantidad de pares, como los de 25 o más pares. Si bien el cable de cuatro
pares es muy habitual, no es la única configuración posible. En el caso de
cables con pares múltiples, el código concuerda con el mismo código general de
colores. De hecho, el esquema para cables de cuatro pares es un subconjunto del
sistema mayor de códigos de colores. A pesar de que casi todos los cables de cuatro pares siguen este
estándar, no todos los fabricantes cumplen tales lineamientos. Algunos
fabricantes no colocan una raya de color al alambre de la punta. En lugar de un
color liso, algunos utilizan una gama translúcida que le da el color del
alambre que está en el interior. En otros casos, el fabricante diferencia los
alambres por medio de manchas espaciadas del color del alambre compañero. Es de suma importancia que el instalador conozca
bien el tipo de cable que se utiliza. Como los fabricantes no hacen todos los
cables iguales, puede ser confuso para un instalador principiante hacer
coincidir los colores correctamente.
Estos estándares particulares describen la disposición de cada color de conductores durante la conexión de cables de datos de cuatro pares. Los dos esquemas son similares, pero el orden de conexión de dos de los pares está invertido. La figura muestra este código de colores y de qué manera los dos pares están invertidos. Bell Telephone, que en algún momento fue la compañía telefónica más importante de los Estados Unidos, desarrolló una técnica para conectar el cableado de par trenzado. Dicha técnica, denominada Código universal para el orden de servicio (USOC) organiza de manera lógica los alambres en un conector modular. Básicamente, el primer par debe ir en los dos pins centrales y el resto de los pares deben colocarse de izquierda a derecha, separándolos en la mitad. Lamentablemente, esta técnica separa los pares de alambres de datos. Esto puede generar diafonía. Con el fin de seguir utilizando los conectores y tomas RJ-45 estándar, se modificó el esquema de cableado y así se mantuvieron los pares juntos. De esta manera, surgieron dos patrones de cableado, el T568A y el T568B. Estos esquemas de cableado indican el orden en que deben colocarse los pares en conectores y jacks modulares. Dichos esquemas de cableado (T568A and T568B) no se deben confundir con los estándares TIA/EIA, que establecen sus especificaciones (TIA/EIA-568-B). Generalmente, se puede elegir cualquiera de los esquemas para la mayoría de los trabajos nuevos de cableado. Si trabaja con una red existente, utilice el esquema de cableado que ya está implementado. De cualquier manera, asegúrese de utilizar el mismo esquema de cableado en todas las conexiones del proyecto.
Los cables de telecomunicaciones vienen en varias medidas, desde los que están formados por un único par de alambres hasta los que están formados por 4200 pares. En las grandes instalaciones, los cables multipares se conectan en el punto de demarcación y se unen con los alambres de otros edificios o pisos. Luego, estos cables se conectan en salas de telecomunicaciones, donde los circuitos pueden distribuirse en todo el piso utilizando cables más pequeños. Este tipo de disposición facilita los traslados, las ampliaciones y los cambios. Las configuraciones típicas son las de 1, 2, 4, 5, 6, 8, 12, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 3000, 3600 y 4200 pares. En la mayoría de los casos, el tendido de cables con más de 900 pares puede ocasionar dificultades, especialmente entre los edificios. Esto se debe a que la mayoría de los países tienen códigos de cableado que requieren el uso de fusibles de protección con voltaje en el punto de ingreso de los cables al edificio. Es necesario que así sea ya que las fuentes de electricidad externas, como las descargas de rayos o los cables de tensión caídos, pueden presentar voltajes peligrosos para el edificio, sus ocupantes y los artefactos eléctricos. La instalación de 900 o más dispositivos de protección ocupa mucho espacio y demanda mucho tiempo; esto aumenta los costos laborales. Un único cable de fibra óptica puede conducir la misma cantidad de tráfico, y los rayos u otros voltajes inducidos no lo perjudican, por lo que no necesita una conexión a tierra.
Sería un error describir el cable coaxial como un simple conductor interno y externo con aislamiento en el medio. Al igual que con el cable de par trenzado, la capacidad de transportar información del cable coaxial es más bien una función de la física del cable que de su disposición física. El cable coaxial forma una línea de transmisión, es decir, una red con efectos eléctricos causados por la forma física del cable. Anteriormente, las líneas de transmisión eran dos alambres paralelos con aire entre ellos que hacía de capa aislante. (Todavía se lo puede ver en la forma del cable "bifilar plano", que se utilizaba en algunas antenas de TV.). El cable coaxial viene en tres impedancias características. Se utilizan los de 50 ohmios para radio y redes (RG-58), los de 75 ohmios para video (RG-6 y RG-59), y los de 93 ohmios para ARCnet (RG-62). Existen muchas clases de
adaptadores y terminadores disponibles para cable coaxial, incluidos los
conectores T, los conectores cilíndricos y los resistores de conexión. En la
mayoría de los casos, los adaptadores y los terminadores para cada una de estas
impedancias se conectarán físicamente entre sí. Esto no significa que tengan
compatibilidad eléctrica. La impedancia de tales dispositivos se ve
influenciada por el diámetro del conductor y la elección del dieléctrico. Que
los dispositivos encajen físicamente no significa que se optimice el flujo de
la señal.
El video y la TV por cable, por lo general, utilizan cable coaxial de 75 ohmios y no cables de par trenzado. Saber cómo tender y trabajar con el cable coaxial ayudará a los instaladores a realizar las tareas de instalación relacionadas con la distribución de sistemas de video de vigilancia y TV por cable. Además, puede ser necesario tender un cable coaxial para proveer un cable módem. Anteriormente, se utilizaba un tipo de cable coaxial de 50 ohmios para redes con Thinnet, aunque esta práctica se ha discontinuado. Al trabajar con cable coaxial, tenga cuidado de no retorcerlo ni doblarlo. Un cable retorcido o fuertemente doblado puede sufrir cambios en la impedancia o puede generar pérdidas.
El cable coaxial se adapta perfectamente para conectar radiofrecuencias (RF) a antenas. El uso del cable coaxial para tales aplicaciones es casi universal. Por ejemplo, las redes inalámbricas utilizan cable coaxial para las antenas. La mayoría de los sistemas de TV por cable utilizan cable coaxial como sistema de cableado. Las principales líneas troncales que conectan al proveedor de cable con las cajas de distribución del vecindario pueden ser de fibra óptica, pero es más probable que se utilicen cables coaxiales para las conexiones entre las cajas de distribución y el usuario final. Los conectores coaxiales más comunes son los de tipo N, BNC, y PL-259.Relativamente, es cada vez menos común instalar conectores RF en campo. Esto se debe a que dicha instalación, muchas veces, requiere de ajustes especiales al dispositivo de radio o a la antena misma. Dichos ajustes requieren de un equipo y capacitación especiales que, por lo general, están fuera del alcance del cableado estructurado. Existe un caso en el que se utilizan conectores RF con sistemas de cableado estructurados. Dado que las redes inalámbricas, que utilizan ondas de radio en lugar de cables para transportar las señales, requieren que cada dispositivo posea una antena, se necesita un conector para unir la antena y el cable de ésta. Afortunadamente, la mayoría de los equipos relacionados con redes inalámbricas vienen con antenas y cables de antenas incluidos, y así es poco probable que un instalador deba conectar el cable.
En un circuito balanceado, cualquier interferencia se produce en ambos cables de un par al mismo tiempo. Debido a que la señal va en direcciones opuestas pero iguales en cada cable del par, se minimiza el efecto general. Cualquier agregado a la señal en uno de los cables del par se cancela porque la misma interferencia produce una falta en el otro cable. En un circuito no balanceado, un lado del circuito generalmente se conecta a tierra, mientras que la señal viaja por medio del otro cable. Una señal en cable coaxial es un buen ejemplo. El blindaje del cable, generalmente, se conecta a tierra. Esto le permite filtrar la interferencia eléctrica y de radiofrecuencia que llega al conductor interno. Esto funciona bien, excepto en los casos en que una diferencia en el potencial de la conexión a tierra establece el flujo de corriente por medio el blindaje conectado a tierra (bucle con conexión a tierra). En este caso, el voltaje entre el conductor a tierra y el conductor central puede variar, no sólo por la presencia de la señal, sino también porque el voltaje a tierra interfiere con la señal. En un circuito no balanceado, no hay nada que anule la interferencia; por lo tanto, los circuitos no balanceados pueden ser propensos a los ruidos y las interferencias. Para conectar un circuito balanceado a un circuito nobalanceado, se necesita un transformador especial llamado conversor de circuito balanceado a no balanceado, o balun.
Los compuestos para relleno se utilizan para rellenar los OSP, ya que los cables de planta externa son vulnerables al agua proveniente de muchas fuentes. En el mejor de los casos, la relación entre los conductores se modifica cuando el agua del cable altera la impedancia de éstos. En el peor de los casos, el agua puede producir cortocircuitos y dejar como resto sales y otros residuos que pueden conducir electricidad en rutas perdidas. Con el paso del tiempo, estos residuos pueden producir ruidos y estática en el cable, similares a los que se escuchan en una radio cuando una estación no está sintonizada correctamente.
CATEGORIAS DE CABLES
Se denomina Categoría al término utilizado para distinguir los grados de los cables de par trenzado. Cada grado se distingue por la cantidad de alambres en el cable, la cantidad de trenzas de los alambres (para reducir la interferencia de otros cables) y la velocidad de la transmisión de datos que se puede alcanzar. Los primeros intentos por mejorar la calidad de los cables terminaron en una gran cantidad de especificaciones distintas, ya que no había estándares establecidos. Como esto provocó problemas de compatibilidad, Anixter, un importante distribuidor de cables, estableció un sistema de niveles que describía las características de distintos grados de cables y para qué se podían utilizar. Estos niveles eran:
- Nivel 1 – era para la Red
Telefónica Tradicional (POTS)
- Nivel 2 – se utiliza para redes y
terminales de computadoras de baja velocidad
- Nivel 3 – se utiliza para
Ethernet a 10 Mbps y Token Ring
Este sistema funcionó bien durante un tiempo, pero a
comienzos de la década de 1990, las organizaciones de la industria
establecieron estándares para la fabricación de cables. Uno de los primeros
pasos fue cambiar el nombre de los niveles del sistema Anixter por cables
Categoría 1, Categoría 2 y Categoría 3.
Los estándares de Categoría 4 y Categoría 5 se
desarrollaron más adelante. La Categoría 4 aumentó a 20 Mbps la velocidad para
las redes Token Ring. La Categoría 5, conocida en la industria como "Cat
5", fue durante mucho tiempo el cableado estándar para las redes Ethernet.
La Categoría 5e, una versión mejorada de la Categoría 5, es el estándar actual.
La Categoría 5e contiene más trenzas y reduce en mayor grado la diafonía.
La diafonía se produce cuando el flujo de corriente en un
cable crea una fuerza magnética que otro cable cercano recoge. Las señales en
los cables llegan a estar parcialmente superpuestas una sobre otra, lo que
degrada la señal en cada cable. Existen dos maneras comunes de reducir o
eliminar la diafonía. Los conductores se pueden separar más o los cables se pueden
blindar contra este tipo de interferencia.
Se están desarrollando nuevos estándares de cableado para
cumplir las exigencias de mayor velocidad y ancho de banda. Cada vez más
aplicaciones requieren un ancho de banda superior, como el video continuo, las
video conferencias y la telefonía IP (conversaciones telefónicas sobre cableado
de redes por medio del protocolo de Internet). Como resultado, se ha ratificado
el cable Categoría 6. La Categoría 6 tiene aun más trenzas que la Categoría 5e
y también tiene un separador plástico para mantener separados los pares de
cables. Las pruebas revelan que las redes seguirán necesitando una mayor
velocidad. Para responder a esta demanda, se está intentando conseguir la
aprobación de una cierta cantidad de estándares propuestos, incluida la
Categoría 7; en algunos círculos, se habla también de la Categoría 8. Por el
momento, estas categorías son sólo especulaciones.
CATEGORIA
1
Antes, el cableado de Categoría 1 se utilizaba para los teléfonos. Todavía se encuentra en casas y empresas antiguas. El cableado del timbre también utiliza el cable de Categoría 1.
Antes, el cableado de Categoría 1 se utilizaba para los teléfonos. Todavía se encuentra en casas y empresas antiguas. El cableado del timbre también utiliza el cable de Categoría 1.
Como la mayoría de los sistemas de cableado, los diámetros de los
conductores en los cables de Categoría 1 siguen los diámetros o calibres
estándar. En los Estados Unidos, el sistema de medición es el Calibre Americano
(AWG). La figura muestra cuántos pies de un cable de determinado tamaño tiene
una resistencia de 1 ohmio. Con el fin de lograr una mayor distancia de
transmisión con la misma cantidad de resistencia, el instalador debe utilizar
un cable conductor más grueso, representado por un número AWG inferior. La
parte inferior del cuadro muestra cuánta distancia de transmisión se ganará o
se perderá al convertir un calibre AWG en otro mientras que la resistencia queda
igual. Generalmente, el cable de Categoría 1 es 22 AWG o 24 AWG no trenzado,
con un amplio rango de valores de atenuación e impedancia. No se recomienda la
Categoría 1 para datos en general y, sin duda, tampoco para cualquier señal con
velocidades superiores a 1 Mbps.
CATEGORIAS
2 Y 4
El cable de Categoría 2, utilizado principalmente para el sistema de cableado IBM para redes Token Ring, tiene una velocidad máxima para datos de hasta 4 Mbps (16 Mbps en aplicaciones pasivas). Esta categoría es la misma que la especificación de cable del nivel 2 de Anixter. Utiliza cable sólido 22AWG o 24AWG en pares trenzados. Este cable está probado para un ancho de banda máximo de 1 MHz, pero no para la diafonía. Antes, este cable era apto para utilizar con conexiones a computadoras IBM 3270 y AS/400, y para Apple LocalTalk, pero no existe en la actualidad ninguna razón para instalarlo. Los cables de Categoría 4 fueron diseñados para admitir las redes Token Ring de 16 M, pero no se utilizaron en todas partes durante su generación. El cable de Categoría 4 tiene cuatro pares de cables 22 AWG o24 AWG. Este cable tiene una impedancia típica de 100 ohmios. Está probado para funcionar en un ancho de banda de 20 MHz. Este cable no aparece en ningún estándar actual y no debe ser utilizado en un sistema de cableado estructurado.
El cable de Categoría 2, utilizado principalmente para el sistema de cableado IBM para redes Token Ring, tiene una velocidad máxima para datos de hasta 4 Mbps (16 Mbps en aplicaciones pasivas). Esta categoría es la misma que la especificación de cable del nivel 2 de Anixter. Utiliza cable sólido 22AWG o 24AWG en pares trenzados. Este cable está probado para un ancho de banda máximo de 1 MHz, pero no para la diafonía. Antes, este cable era apto para utilizar con conexiones a computadoras IBM 3270 y AS/400, y para Apple LocalTalk, pero no existe en la actualidad ninguna razón para instalarlo. Los cables de Categoría 4 fueron diseñados para admitir las redes Token Ring de 16 M, pero no se utilizaron en todas partes durante su generación. El cable de Categoría 4 tiene cuatro pares de cables 22 AWG o24 AWG. Este cable tiene una impedancia típica de 100 ohmios. Está probado para funcionar en un ancho de banda de 20 MHz. Este cable no aparece en ningún estándar actual y no debe ser utilizado en un sistema de cableado estructurado.
CATEGORIA 3
La designación Categoría 3 se aplica a cables UTP de 100 ohmios con cuatro pares de cables de cobre sólido de 24 AWG en pares trenzados. Está probado para atenuación y diafonía hasta 16 MHz. Se consideraba que esta categoría de cables era la categoría mínima aceptable para utilizar en instalaciones 10Base-T, pero ya no se recomienda su uso. El cable de Categoría 5e se consigue a un precio razonable y es en gran medida superior para aplicaciones de datos. El cable de Categoría 3 también tuvo gran aceptación para los cableados de teléfono en una época y todavía se utiliza para ese fin.
La designación Categoría 3 se aplica a cables UTP de 100 ohmios con cuatro pares de cables de cobre sólido de 24 AWG en pares trenzados. Está probado para atenuación y diafonía hasta 16 MHz. Se consideraba que esta categoría de cables era la categoría mínima aceptable para utilizar en instalaciones 10Base-T, pero ya no se recomienda su uso. El cable de Categoría 5e se consigue a un precio razonable y es en gran medida superior para aplicaciones de datos. El cable de Categoría 3 también tuvo gran aceptación para los cableados de teléfono en una época y todavía se utiliza para ese fin.
CATEGORIA 5 Y 5e
El cableado de Categoría 5 era, hasta hace poco tiempo, el medio más
instalado. Esta designación se aplica a cables UTP de 100 ohmios con cuatro
pares de cable de cobre, 24 AWG, y con características de transmisión
originalmente especificadas hasta 100 MHz. En ciertas condiciones, el cable de
Categoría 5 puede funcionar con la especificación 1000 BaseT, pero para
lograrlo, utiliza varios pares de alambres dentro del mismo cable para dividir
el flujo de datos. La Categoría 5e es mejor para esto que la Categoría 5.
El cable de Categoría 5e (la letra "e" significa
"mejorada", del inglés enhanced) cuenta con más trenzas
que el cable de Categoría 5. Estas trenzas adicionales mejoran el rendimiento
al dar mayor resistencia al cable contra la interferencia proveniente de
fuentes externas, como así también desde otros alambres dentro del cable. Un
trenzado más ajustado también permite que los cables resistan la separación y
el agrupamiento durante la instalación.
CATEGORIA 6
Generalmente, el cable de Categoría 6 está compuesto por cuatro pares de cable de cobre 24
Generalmente, el cable de Categoría 6 está compuesto por cuatro pares de cable de cobre 24
AWG. Los
pares tienen más trenzas que los cables de Categoría 5e. El cable de Categoría
6 es considerablemente más costoso que el de Categoría 5 o el de Categoría 5e,
debido a la mayor cantidad de trenzas, pero la reducción de diafonía forma un
medio más confiable para 1000 Base-TX, que en la actualidad es el estándar más
rápido para UTP.
CATEGORIA EUROPEA 7/F
Promovido el avance hacia un cableado cada vez mejor. Con cada
generación, se incrementa el costo y, con frecuencia, es necesario rediseñar
los conectores. Esto puede ser un riesgo para los compradores, ya que no existe
garantía alguna de que los diseños serán compatibles con los equipos
previamente instalados. Sin embargo, la necesidad de mayor rendimiento es
evidente. Afortunadamente, el proceso de formulación de estándares resiste la
creación de conectores y cables patentados que, con el tiempo, pueden dejar
rezagados a los clientes y no permitirles actualizarse. Ésta es una buena razón
para insistir en que todos los cableados se realicen de acuerdo con los
estándares actuales. Lo nuevo en el mundo
del cableado probablemente sea el cable de Categoría 7. Se espera que sea un
cable de cuatro pares que tenga la capacidad de pasar señales de hasta 600 MHz.
CATEGORIAS FUTURAS
Los cables que pueden mover tráfico a 1000 Megabits por segundo
(Gigabit Ethernet) ya se encuentran disponibles y muchas empresas líderes ya
los han instalado. Se están desarrollando velocidades de 10 Gbps o incluso de
40 Gbps. Estas velocidades de datos podrían permitir que los cables de par
trenzado brinden todas las funciones del escritorio computarizado, como las
funciones de teléfono, fax, computadoras en red e incluso video conferencia. El
cableado avanzado es un tema clave en el diseño y la implementación de las
redes de la próxima generación.
MEJORAS DE LAS CATEGORIAS
Los estándares internacionales y los estándares ANSI/TIA/EIA evolucionan
mediante un proceso de comité interactivo, por lo tanto los cambios son
constantes. La mayoría de las mejoras se logran por medio de mejoras en la
fabricación. Por ejemplo, el calibre de los conductores centrales es más
coherente que en el pasado. Además, el aislamiento que cubre los cables tiene
propiedades químicas y espesores uniformes. Estas mejoras dan como resultado un
cable más uniforme, que contribuye a eliminar problemas de señal a medida que
aumentan las frecuencias operativas.
Los siguientes problemas afectan el rendimiento del cableado:
- Reconstrucción de la señal – Los elementos
electrónicos que envían y reciben señales en los cables están realizando
una tarea denominada reconstrucción de la señal. Los efectos de
frecuencias cada vez mayores pueden provocar la degradación de la señal.
Los nuevos dispositivos electrónicos pueden reconstruir información a
partir de señales cada vez más débiles provenientes de los cables.
- Ingreso y egreso – La entrada y salida
de señales no deseadas en un cable. Una mejor fabricación y mejores
materiales pueden controlar el ingreso y egreso y, por lo tanto, se puede
controlar la diafonía.
- Tolerancias en la
fabricación –
Si se agrupan alambres del mismo calibre, los cables pueden resistir mejor
el ruido externo e interno. Este proceso se realiza en la parte central
del cable de par trenzado. Algunos fabricantes funden el aislamiento de
cada par para ayudar a mantener el número de trenzas y evitar que los
alambres se muevan.
- Tasas óptimas de
trenzado –
Trenzar los pares en diferentes proporciones ayuda a evitar que las
señales en un par de cables provoquen corrientes diferenciales en otro
par. Resulta difícil calcular las tasas precisas según las cuales se
deberían trenzar los distintos pares, pero, en general, cuanto más alta es
la frecuencia, mayor es la cantidad de trenzado que se necesita.
- Reducción del sesgo inducido
por el trenzado–
Las distintas tasas de trenzado reducen las posibilidades de diafonía,
pero al mismo tiempo varían la longitud de cada par con respecto al otro.
Esto significa que, en realidad, cada par viaja por medio de una mayor o
menor longitud del cable, dependiendo de la cantidad de trenzados. Este
retardo variable de las señales se denomina sesgo de retardo y puede
limitar el rendimiento del cable.
- Separación física de pares – Si se debiera
mantener uniforme el espacio entre los pares mediante algún tipo de
mecanismo espaciador, se podría mejorar la atenuación provocada por la
diafonía. Algunos fabricantes han probado con rellenos como una manera de
mantener constante la separación del par.
EL SISTEMA ANIXTER Y EL SISTEMA DE NIVELES ISO
El Programa de niveles Anixter fue presentado por primera vez en 1989 por la compañía Anixter Inc. El sistema de categorías utilizado en la actualidad tuvo origen en este programa. Los niveles originales de Anixter se tradujeron directamente en Categorías, pero el programa Anixter actual define las especificaciones "Rendimiento ampliado" o Niveles XPTM. Estas especificaciones han sido diseñadas para mostrar los efectos en el rendimiento del sistema de cableado de redes sobre los datos en tiempo real cuando la red está en funcionamiento, y de qué manera interactúan los sistemas de cables con los componentes activos de la red. El enfoque de datos en tiempo real puede ofrecer ventajas para predecir el rendimiento de los cables. En general, la certificación XP excede los estándares comunes de la industria para un determinado grado de cable.
El
Programa de niveles Anixter comienza con cables de categoría 5 y 5e, y continúa
con las certificaciones XP6 y XP7, que generalmente siguen a las categorías 6 y
7, además de la prueba de datos en tiempo real.
La segunda
edición del ISO 11801 y el IEC 61156 enumeran los cables en niveles:
- Categoría 5e = ISO D y tiene
un rango de frecuencia de hasta 100Mhz
- Categoría 6 = ISO E y tiene
un rango de frecuencia de hasta 350 MHz.
- Categoría 7 = ISO F y tiene
un rango de frecuencia de hasta 750 MHz
EFECTO DE CANCELACION
El cable de par trenzado es un sistema de precisión de alambres y aislamiento. El secreto está en el trenzado. ¿Por qué se fabrican cables que están entrelazados? Al estar trenzado, cada par de hilos produce un efecto de cancelación que ayuda a neutralizar el ruido y a anular la interferencia. En este tipo de cables, los instaladores deben conservar el trenzado de los pares para evitar los problemas de degradación del rendimiento en el cableado. El efecto de cancelación funciona sólo si la señal viaja por los alambres correctos. Dividir los pares o cruzarlos sólo causa problemas. Para evitar esto, los alambres tienen códigos de colores; ese aspecto se desarrolla más adelante en esta sección. La proximidad de los alambres puede dar lugar a que los campos de éstos se cancelen entre sí, pero aun así emiten líneas de fuerza magnética que pueden afectar a otros alambres cercanos. Al estar entrelazados en toda la extensión del cable, los campos de un alambre se alternan rápidamente con los campos del otro. Esto limita la exposición de cualquier cable a los campos de los demás. Es por eso que los alambres están trenzados. Los distintos pares de un cable tienen una cantidad distinta de trenzas. Esto ayuda a evitar la alineación frecuente de los campos alternos, lo que aumentaría las posibilidades de diafonía. Cuando se fabrican cables de par trenzado, se trenza cada par del conductor para proveer el efecto de cancelación. Cada par del cable se debe trenzar de diferente manera. Si se trenzaran todos los pares de la misma manera, se produciría la alineación frecuente de dichos pares. Cada vez que hay alineación de los pares del cable, existe la posibilidad de que cada conductor produzca interferencia. La razón principal por la que se trenzan los pares es evitar la alineación de los conductores. El trenzado sirve para proteger el cable de otra manera. La ruta de un cable puede atravesar muchos campos eléctricos desviados. Algunos pueden provenir de motores utilizados en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Las luces fluorescentes, los radiotransmisores y los transformadores de energía pueden generar otros. Estos campos desviados se denominan interferencia electromagnética (EMI) si provienen de fuentes eléctricas, e interferencia de radiofrecuencia (RFI) si provienen de radios, radares o microondas. Al mantener el cable trenzado, es probable que la interferencia afecte a ambos alambres del par por igual. Como las señales de cada alambre del par se ubican en sentido opuesto, la interferencia se incorpora a la señal en un alambre mientras resiste la señal en el otro. Por lo tanto, en los cables de par trenzado, tienden a anularse las interferencias como EMI y RFI.
CABLE
DE PAR TRENZADO NO BLINDADO UTP
El cable de par trenzado no blindado (UTP) se
utiliza en varias redes. Puede traer distintas cantidades de pares dentro de la
envoltura, pero lo más común es que haya cuatro pares, como en las Categorías
3, 5e y 6. Este tipo de cable cuenta sólo con el efecto de cancelación,
producido por los pares de alambres trenzados, para limitar la degradación de
la señal causada por la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia
de radiofrecuencia (RFI). Existen varias categorías de cables UTP. Para
instalar redes en América del Norte, se utilizan los cables de Categoría 5e y
6. Otra categoría común de cables UTP es la Categoría 3, que, hasta hace poco
tiempo, se utilizaba bastante en el cableado telefónico.
CABLE DE PAR TRENZADO BLINDADO (STP)
Existen entornos eléctricos en que las interferencias EMI y RFI son tan
intensas que se necesita un blindaje para que la comunicación sea posible. Una
forma costosa de proporcionar este blindaje es enrutar el cableado por medio de
pequeños tubos, denominados conductos, y luego conectarlos a tierra (para
asegurarse de que todo campo desviado captado por los conductos pase a tierra y
no produzca interferencias en los cables de datos). Sin embargo, los conductos
son caros y resulta difícil trabajar con ellos. Además, en algunas zonas de los
Estados Unidos, los contratos sindicales prohíben que los trabajadores que
tienden cables se ocupen también de instalar conductos. Es mejor utilizar cables que tienen su propio
apantallamiento cuando se requiere blindaje adicional. El cable de par trenzado
blindado (STP) es básicamente un UTP con una capa de apantallamiento, que
brinda a los alambres mayor protección contra interferencias externas. Los
pares individuales ScTP están recubiertos por un blindaje, además de otro que
envuelve a los cuatro juntos. El ScTP goza de gran aceptación en Europa, donde
la cantidad de estructuras históricas no permite a los instaladores colocar
varillas de conexión a tierra con facilidad.
Existen varios motivos por los que no se utiliza el ScTP en cualquier
lugar:
- Primero, las capas de
blindaje deben estar correctamente conectadas a tierra para reducir la
degradación de la señal. Si existen diferencias en el potencial de
conexión a tierra en distintas partes de la red, quizás por problemas del
sistema a tierra, o porque las diferentes áreas se alimentan de fuentes de
energía distintas, los blindajes transmitirán estas diferencias en la
conexión a tierra. Estas corrientes se denominan bucles con conexión a
tierra. Los bucles con conexión a tierra pueden volverse fuentes de
interferencia e incluso representar un peligro de descarga.
- Segundo, al tender el cable
hay que tener cuidado de no doblarlo porque el blindaje se puede amontonar
o cortar. Si se daña, los pares del cable pueden quedar sujetos a mayor
interferencia.
- Tercero, el ScTP es más
costoso que el UTP debido al blindaje adicional.
- Cuarto, el ScTP es menos
flexible que el UTP debido al blindaje y es más difícil de instalar.
- Finalmente, se requiere más
tiempo para conectar a tierra todos los extremos de cada cable. Con el
STP, es necesario conectar el alambre de conexión a tierra a la banda
metálica que rodea a cada conector RJ-45. Los paneles de conexión, los HUB
y otros artefactos hacen contacto con esta banda y descargan el cortocircuito
en la tierra. Este proceso lleva mucho tiempo y, por lo tanto, incrementa
los costos de mano de obra. Pueden encontrarse varias clases de ScTP, como
el ScTP, el STP de 100 ohmios y el STP de 150 ohmios.
ScTP
El ScTP (cable de par trenzado apantallado) tiene un solo blindaje, en
general una lámina, que protege todos los pares del cable. A diferencia del
PiMF, los pares no están cubiertos individualmente con un blindaje. Como no
tiene un blindaje adicional que recubra los pares, el ScTP es más económico, más
liviano y tiene un diámetro más pequeño. Además, es más fácil de conectar a
tierra que el STP.
ScTP de 100 ohmios
En las redes Ethernet, se utiliza principalmente el ScTP simple o el
ScTP de 100 ohmios. Al igual que el UTP, tiene una impedancia de 100 ohmios. El
blindaje no forma parte del circuito de datos, por lo que sólo uno de los
extremos tiene conexión a tierra, generalmente en la sala de telecomunicaciones
o en el HUB. De este modo, el blindaje actúa como una funda protectora que
intercepta las interferencias EMI y RFI. El blindaje las transporta a tierra
antes de que afecten las señales de datos del cable. El ScTP de 100 ohmios
aumenta la resistencia del cable de par trenzado a las interferencias EMI y
RFI, sin que exista una diferencia de tamaño o peso significativa. Hay algunos
indicios de que este cable se puede utilizar en los cableados de categoría 8 y
superiores.
STP de 150 ohmios
El tipo de STP más común, desarrollado por IBM y asociado con la
arquitectura de redes Token Ring del estándar IEEE 802.5, se denomina STP de
150 ohmios porque tiene una impedancia de 150 ohmios. El blindaje del STP de
150 ohmios no forma parte de la ruta de la señal, pero posee conexión a tierra
en ambos extremos. El STP de 150 ohmios puede transportar datos con una transmisión
rapidísima y con muy bajas probabilidades de distorsión. Sin embargo, todos los
blindajes provocan pérdida de señal, por lo que se requiere mayor separación, o
sea, más aislamiento entre los pares de alambres y el blindaje. La gran cantidad
de material de aislamiento y blindaje aumenta el tamaño, el peso y el costo de
los cables. El STP de 150 ohmios, que posee un diámetro externo de alrededor de
0,98 mm, rellena los conductos del cable rápidamente. Se requiere instalar
grandes salas de telecomunicaciones y amplios conductos para el cableado de un
edificio con STP en una red Token Ring de IBM. Esto puede ser imposible o estar
fuera de los planes.
CÓDIGO DE COLORES PARA PAR TRENZADO
Los antiguos conmutadores con paneles de conexión que se utilizaban en las centrales telefónicas dieron origen a algunos de los términos exclusivos del cableado. Cada uno de los alambres del par tiene un nombre exclusivo. Son puntas o anillos
. Los operadores insertaron sondas,
denominadas conector macho, dentro de receptáculos,
denominados jacks. Se sujetó uno de los conductores a la punta del
conector macho. El otro conductor se sujetó a un anillo que rodeaba al conector
macho. En ese momento, estos alambres se conocieron con el nombre de punta y
anillo, denominación que todavía se utiliza. El "color primario" del cable de cuatro pares, como el cable
de Categoría 5e, es el de la punta; por lo general, ésta es blanca y tiene un
indicador o una raya del mismo color que el alambre de color liso, que es el
anillo. (En algunos cables, las puntas son opacas y los anillos, translúcidos.)
La mayoría de los cables de par trenzado siguen el esquema de códigos de
colores que aparece en la Figura. Es una costumbre local llamar punta al alambre blanco. Se le dio este
nombre por ser el primer alambre de cada par que se inserta a presión en el
bloque de punción, especialmente cuando se trabaja con cables que tienen una
mayor cantidad de pares, como los de 25 o más pares. Si bien el cable de cuatro
pares es muy habitual, no es la única configuración posible. En el caso de
cables con pares múltiples, el código concuerda con el mismo código general de
colores. De hecho, el esquema para cables de cuatro pares es un subconjunto del
sistema mayor de códigos de colores. A pesar de que casi todos los cables de cuatro pares siguen este
estándar, no todos los fabricantes cumplen tales lineamientos. Algunos
fabricantes no colocan una raya de color al alambre de la punta. En lugar de un
color liso, algunos utilizan una gama translúcida que le da el color del
alambre que está en el interior. En otros casos, el fabricante diferencia los
alambres por medio de manchas espaciadas del color del alambre compañero. Es de suma importancia que el instalador conozca
bien el tipo de cable que se utiliza. Como los fabricantes no hacen todos los
cables iguales, puede ser confuso para un instalador principiante hacer
coincidir los colores correctamente.
ESQUEMA
DE CABLEADO T568A Y T568B
Estos estándares particulares describen la disposición de cada color de conductores durante la conexión de cables de datos de cuatro pares. Los dos esquemas son similares, pero el orden de conexión de dos de los pares está invertido. La figura muestra este código de colores y de qué manera los dos pares están invertidos. Bell Telephone, que en algún momento fue la compañía telefónica más importante de los Estados Unidos, desarrolló una técnica para conectar el cableado de par trenzado. Dicha técnica, denominada Código universal para el orden de servicio (USOC) organiza de manera lógica los alambres en un conector modular. Básicamente, el primer par debe ir en los dos pins centrales y el resto de los pares deben colocarse de izquierda a derecha, separándolos en la mitad. Lamentablemente, esta técnica separa los pares de alambres de datos. Esto puede generar diafonía. Con el fin de seguir utilizando los conectores y tomas RJ-45 estándar, se modificó el esquema de cableado y así se mantuvieron los pares juntos. De esta manera, surgieron dos patrones de cableado, el T568A y el T568B. Estos esquemas de cableado indican el orden en que deben colocarse los pares en conectores y jacks modulares. Dichos esquemas de cableado (T568A and T568B) no se deben confundir con los estándares TIA/EIA, que establecen sus especificaciones (TIA/EIA-568-B). Generalmente, se puede elegir cualquiera de los esquemas para la mayoría de los trabajos nuevos de cableado. Si trabaja con una red existente, utilice el esquema de cableado que ya está implementado. De cualquier manera, asegúrese de utilizar el mismo esquema de cableado en todas las conexiones del proyecto.
En algunas ocasiones, habrá que crear un cable de interconexión cruzada.
Para tal fin, utilice el T568A en un extremo y el T568B en el otro. Es
importante dominar la conexión de los cables con ambos esquemas.
CABLES
MULTIPARES
Los cables de telecomunicaciones vienen en varias medidas, desde los que están formados por un único par de alambres hasta los que están formados por 4200 pares. En las grandes instalaciones, los cables multipares se conectan en el punto de demarcación y se unen con los alambres de otros edificios o pisos. Luego, estos cables se conectan en salas de telecomunicaciones, donde los circuitos pueden distribuirse en todo el piso utilizando cables más pequeños. Este tipo de disposición facilita los traslados, las ampliaciones y los cambios. Las configuraciones típicas son las de 1, 2, 4, 5, 6, 8, 12, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 900, 1200, 1500, 1800, 2100, 2400, 2700, 3000, 3600 y 4200 pares. En la mayoría de los casos, el tendido de cables con más de 900 pares puede ocasionar dificultades, especialmente entre los edificios. Esto se debe a que la mayoría de los países tienen códigos de cableado que requieren el uso de fusibles de protección con voltaje en el punto de ingreso de los cables al edificio. Es necesario que así sea ya que las fuentes de electricidad externas, como las descargas de rayos o los cables de tensión caídos, pueden presentar voltajes peligrosos para el edificio, sus ocupantes y los artefactos eléctricos. La instalación de 900 o más dispositivos de protección ocupa mucho espacio y demanda mucho tiempo; esto aumenta los costos laborales. Un único cable de fibra óptica puede conducir la misma cantidad de tráfico, y los rayos u otros voltajes inducidos no lo perjudican, por lo que no necesita una conexión a tierra.
CODIGO DE COLORES PARA CABLES DE 25 PARES
Los colores estándar para el cable de cuatro pares son un subgrupo de un
amplio esquema de colores. Los pares 1 a 4 de un cable de cuatro pares utilizan
el mismo sistema de colores que se utiliza en un cable de 25 pares. Como se ha
analizado anteriormente en este capítulo, un alambre de cada par es la punta y
el otro, el anillo. Los colores varían para cada uno. El cable de la punta
tiene una raya del color del anillo y viceversa. A veces, las rayas son en
realidad anillos o bandas de colores, mientras que, otras veces, son manchas. Cuando se indican los colores de un
par, los colores de la punta aparecen primero, ya que ése es el orden en el que
los cables se perforan en un bloque de punción. Los colores de los anillos son
exactamente lo contrario, es decir, si el Par 22 tiene colores de punta
violeta/naranja, entonces los colores del anillo para ese par serán
naranja/violeta.
CABLE COAXIAL
El cable coaxial fue, en algún momento, el cable elegido para todas las
instalaciones de redes y, aún hoy se lo suele encontrar en las redes de más
antigüedad. En la actualidad, es más probable que se lo utilice en las
aplicaciones de TV por cable o video (vigilancia y seguridad). El cable coaxial recibe tal
denominación por su construcción. Cuando se lo mira por cualquiera de los
extremos, el conductor de cobre está en el centro y está cubierto por una capa
aislante, luego por una capa de blindaje y, finalmente, por una capa de
revestimiento externo. Todas estas capas se colocan alrededor del eje central
(el alambre de cobre), por ende, el cable se llama co-axial. Los tipos más comunes de conectores
utilizados con los cables coaxiales son el conector BNC y el conector Tipo F.
El conector BNC, generalmente, se utiliza para aplicaciones de redes y video y,
el conector serie F se utiliza para aplicaciones de radiofrecuencia modulada,
como los sistemas de TV por cable y de entretenimiento hogareño.
COMO FUNCIONA EL CABLE COAXIAL
Sería un error describir el cable coaxial como un simple conductor interno y externo con aislamiento en el medio. Al igual que con el cable de par trenzado, la capacidad de transportar información del cable coaxial es más bien una función de la física del cable que de su disposición física. El cable coaxial forma una línea de transmisión, es decir, una red con efectos eléctricos causados por la forma física del cable. Anteriormente, las líneas de transmisión eran dos alambres paralelos con aire entre ellos que hacía de capa aislante. (Todavía se lo puede ver en la forma del cable "bifilar plano", que se utilizaba en algunas antenas de TV.). El cable coaxial viene en tres impedancias características. Se utilizan los de 50 ohmios para radio y redes (RG-58), los de 75 ohmios para video (RG-6 y RG-59), y los de 93 ohmios para ARCnet (RG-62)
. Existen muchas clases de
adaptadores y terminadores disponibles para cable coaxial, incluidos los
conectores T, los conectores cilíndricos y los resistores de conexión. En la
mayoría de los casos, los adaptadores y los terminadores para cada una de estas
impedancias se conectarán físicamente entre sí. Esto no significa que tengan
compatibilidad eléctrica. La impedancia de tales dispositivos se ve
influenciada por el diámetro del conductor y la elección del dieléctrico. Que
los dispositivos encajen físicamente no significa que se optimice el flujo de
la señal.
Otro problema del cable coaxial para redes es que los conectores
tienden a ser el enlace más débil. A fin de evitar problemas en una red,
utilice siempre los conectores BNC que se fijan por presión en lugar de
atornillarse al cable
CONEXIÓN DE CABLE COAXIAL
El video y la TV por cable, por lo general, utilizan cable coaxial de 75 ohmios y no cables de par trenzado. Saber cómo tender y trabajar con el cable coaxial ayudará a los instaladores a realizar las tareas de instalación relacionadas con la distribución de sistemas de video de vigilancia y TV por cable. Además, puede ser necesario tender un cable coaxial para proveer un cable módem. Anteriormente, se utilizaba un tipo de cable coaxial de 50 ohmios para redes con Thinnet, aunque esta práctica se ha discontinuado. Al trabajar con cable coaxial, tenga cuidado de no retorcerlo ni doblarlo. Un cable retorcido o fuertemente doblado puede sufrir cambios en la impedancia o puede generar pérdidas.
Las conexiones correctas empiezan con las herramientas correctas. Es
posible que los instaladores necesiten más de una unidad de cada herramienta,
ya que el cable coaxial viene en varios diámetros diferentes. El cable coaxial
serie 59 (RG-59), generalmente, se utiliza para transmitir video de banda base
o video de vigilancia y, si tiene un conductor multifilar trenzado en lugar de
uno sólido unifilar central, puede ser utilizado como cable de conexión para
conectar los aparatos de video y los monitores. El Quad Shield de serie 6
(RG-6) es un tipo de cable coaxial utilizado en la distribución de TV por
cable. Los blindajes de malla o papel metálico sobrepuestos cumplen con la
tarea de limitar la señal de cable. Se utilizan herramientas especiales
cortantes para manejar el cable coaxial. La herramienta tiene dos cuchillas
colocadas en diferentes profundidades. Una cuchilla corta únicamente la
envoltura externa; la otra cuchilla corta la envoltura externa, la malla y una
parte del aislamiento dieléctrico central. La cuchilla no debe cortar ni mellar
el conductor central. Después de utilizar la herramienta cortante para cortar
el cable, quite los restos de material y deje expuesta la cantidad adecuada de
malla y del conductor central.
A continuación, coloque el conector adecuado en el cable y fíjelo
engárcelo. Los conectores que se pueden utilizar son los conectores BNC (para
video) y los conectores Tipo F (para señales de TV por cable). Las
instrucciones de engarce varían según el tipo de conector y el fabricante.
Utilice un multímetro o un analizador de cable coaxial para evaluar la
continuidad del cable coaxial, es decir, para encontrar roturas en el cable o
resistencia excesiva. La resistencia entre el conductor central y el blindaje
debe ser infinita, siempre y cuando el cable esté desconectado en ambos
extremos. Si el medidor muestra una lectura de resistencia limitada (menor a
100 K-ohmios), el cable tiene un corto y el tendido de cable no pasa la prueba.
La conexión de un pequeño televisor portátil a cada jack de conector F también
indica la continuidad del cable y si el nivel de señal es el adecuado. Una
imagen borrosa indica que el nivel de señal es demasiado bajo. Eso puede
ocurrir cuando hay un cable o un conector defectuoso, o cuando se usa un cable
que es demasiado largo. La mayoría de las señales de video sólo recorren cerca
de 60 metros (200 pies). Las señales de TV por cable, que son ondas de radio
modulada, pueden recorrer mucho más. Ambas deben amplificarse en los intevalos
apropiados, pero recuerde que los amplificadores, por lo general, aumentan la
señal al igual que el ruido. El resultado puede ser una imagen muy fuerte y
clara, pero mala.
CABLE COAXIAL VIDEO
De todas las señales que pasan por medio de los cables, la señal de
video analógico es una de las más exigentes, en gran parte por el rango de
frecuencia que cubre. El desafío desde la perspectiva del cableado es encontrar
un tipo de cable que dé el mismo tratamiento a todas estas frecuencias. Un
sistema que no haya utilizado una banda considerable de frecuencias o que haya
puesto mayor énfasis en una frecuencia que en las otras hubiese dado como
resultado una imagen distorsionada. Por eso, la mayoría de las señales de video se
transportan en cables coaxiales, ya que éste tiene una respuesta de amplia
frecuencia. Además, el cable coaxial también es bastante impermeable a los
ruidos, lo que evita las distorsiones en la imagen a causa de EMI y RFI.
RF Y REDES
INALAMBRICAS
El cable coaxial se adapta perfectamente para conectar radiofrecuencias (RF) a antenas. El uso del cable coaxial para tales aplicaciones es casi universal. Por ejemplo, las redes inalámbricas utilizan cable coaxial para las antenas. La mayoría de los sistemas de TV por cable utilizan cable coaxial como sistema de cableado. Las principales líneas troncales que conectan al proveedor de cable con las cajas de distribución del vecindario pueden ser de fibra óptica, pero es más probable que se utilicen cables coaxiales para las conexiones entre las cajas de distribución y el usuario final. Los conectores coaxiales más comunes son los de tipo N, BNC, y PL-259.Relativamente, es cada vez menos común instalar conectores RF en campo. Esto se debe a que dicha instalación, muchas veces, requiere de ajustes especiales al dispositivo de radio o a la antena misma. Dichos ajustes requieren de un equipo y capacitación especiales que, por lo general, están fuera del alcance del cableado estructurado. Existe un caso en el que se utilizan conectores RF con sistemas de cableado estructurados. Dado que las redes inalámbricas, que utilizan ondas de radio en lugar de cables para transportar las señales, requieren que cada dispositivo posea una antena, se necesita un conector para unir la antena y el cable de ésta. Afortunadamente, la mayoría de los equipos relacionados con redes inalámbricas vienen con antenas y cables de antenas incluidos, y así es poco probable que un instalador deba conectar el cable.
BANDA BASE Y BANDA ANCHA
Banda
base y banda ancha son términos de redes que describen cuando determinada señal
dispone de todo el cable o cuando debe compartirlo con otras señales. Cuando
una señal de datos dispone de todo el cable, es un sistema de banda base. Cuando
el cable está modulado con algún tipo de portadora y la señal de datos utiliza
parte de esa señal para comunicarse por medio del cable, es un sistema de banda
ancha.
Banda
base: En una red de banda base, no se
utiliza la frecuencia de una portadora. La información que viaja por medio del
cable sólo depende de ese cable para transportarse. Ethernet, por ejemplo, es
una tecnología de red de banda base, porque todo el cable está dedicado a
transportar el tráfico de la red.
Para
designar el tipo de red de banda base, se utiliza lo siguiente:
- En las descripciones de
redes estándar, aparece primero el ancho de banda. Los números comunes son
10 (10 Mbps), 100 (100 Mbps) y 1000 (1000 Mbps).
- El último segmento del
indicador, en este caso la letra "T", generalmente, indica el
tipo de medios utilizados. Por ejemplo, un sistema 10Base-T describe un
sistema de 10 Mbps que funciona sobre un cable de par trenzado, y la letra
"T" representa al cable de par trenzado. Otro indicador común es
la letra "F", que representa la fibra óptica.
- La partícula
"Base" en el indicador describe que es un sistema de banda base,
en contraposición a un sistema de banda ancha.
Banda
ancha: Los sistemas de transmisión por
banda ancha permiten que varias señales independientes viajen en un mismo
cable. Los ejemplos más obvios de tecnología de banda ancha son el acceso a
Internet de alta velocidad que llega a los hogares por medio de sistemas nuevos
de TV por cable (cable módem) o por línea digital del suscriptor.
CIRCUITO BALANCEADO Y CIRCUITO NO
BALANCEADO
En un circuito balanceado, cualquier interferencia se produce en ambos cables de un par al mismo tiempo. Debido a que la señal va en direcciones opuestas pero iguales en cada cable del par, se minimiza el efecto general. Cualquier agregado a la señal en uno de los cables del par se cancela porque la misma interferencia produce una falta en el otro cable. En un circuito no balanceado, un lado del circuito generalmente se conecta a tierra, mientras que la señal viaja por medio del otro cable. Una señal en cable coaxial es un buen ejemplo. El blindaje del cable, generalmente, se conecta a tierra. Esto le permite filtrar la interferencia eléctrica y de radiofrecuencia que llega al conductor interno. Esto funciona bien, excepto en los casos en que una diferencia en el potencial de la conexión a tierra establece el flujo de corriente por medio el blindaje conectado a tierra (bucle con conexión a tierra). En este caso, el voltaje entre el conductor a tierra y el conductor central puede variar, no sólo por la presencia de la señal, sino también porque el voltaje a tierra interfiere con la señal. En un circuito no balanceado, no hay nada que anule la interferencia; por lo tanto, los circuitos no balanceados pueden ser propensos a los ruidos y las interferencias. Para conectar un circuito balanceado a un circuito nobalanceado, se necesita un transformador especial llamado conversor de circuito balanceado a no balanceado, o balun.
UNIÓN Y CONEXIONES A TIERRA
Se denomina conexión a tierra al proceso por el cual se
conecta una señal eléctrica a la tierra. Los diseñadores de redes
establecen conexiones a tierra con
el fin de brindar una ruta para el flujo seguro de voltajes no deseados. Si un
equipo falla y el voltaje del cable troncal de AC se dirige hacia el exterior
del equipo, existe la posibilidad de que se produzcan descargas peligrosas. Un
cable de conexión a tierra conecta el chasis a la tierra. Si se produce una
falla en un equipo que está correctamente conectado a tierra, el peligroso
voltaje, no deseado, pasará al suelo. Se denomina unión a tierra al proceso por el cual se interconectan los
equipos con conexión a tierra. Esto puede considerarse como la prolongación de
la red de seguridad proporcionada por la conexión a tierra. La unión a tierra
se logra al conectar con cables los dos chasis de los equipos que se unen.
COMPUESTOS PARA RELLENO
Los compuestos para relleno se utilizan para rellenar los OSP, ya que los cables de planta externa son vulnerables al agua proveniente de muchas fuentes. En el mejor de los casos, la relación entre los conductores se modifica cuando el agua del cable altera la impedancia de éstos. En el peor de los casos, el agua puede producir cortocircuitos y dejar como resto sales y otros residuos que pueden conducir electricidad en rutas perdidas. Con el paso del tiempo, estos residuos pueden producir ruidos y estática en el cable, similares a los que se escuchan en una radio cuando una estación no está sintonizada correctamente.
Es muy
importante evitar que el agua llegue a los cables. El agua no puede llegar a
los alambres que se encuentran dentro de los cables si todos los conductores
del cable están rodeados por un compuesto para relleno impermeable. Si no hay
nada que lo evite, una vez que el agua penetra en el revestimiento del cable,
los distintos materiales que se encuentran dentro pueden absorberla. Debe
tenerse especial cuidado en los puntos de empalme, las cajas de uniones, los
puertos de acceso y en cualquier otro lugar en el que esté expuesto el extremo
del cable.
Por
supuesto, un orificio en el revestimiento puede provocar el mismo tipo de
problemas. Ésta es una de las razones por las que es fundamental ponerse en
contacto con las autoridades locales antes de comenzar una excavación. Puede
resultar de utilidad saber si un cable está enterrado en determinado lugar para
no cortarlo. En el caso de líneas de energía y de gas, se realiza esta
recomendación por una cuestión de seguridad. En el caso de cables de redes o de
teléfonos, es una cuestión de rendimiento continuo. Por ejemplo, un cable de
teléfono subterráneo, una vez que está cortado, puede funcionar normalmente
durante meses o años hasta que penetre el agua y ésta se acumule dentro del
revestimiento. En muchos casos, el daño se puede
reparar por medio de parches o empalmes. Sin embargo, estas medidas deben
adoptarse de manera inmediata. Lo peor que se puede hacer es cubrir el cable
dañado y esperar que no suceda ningún inconveniente. Cuando los problemas
finalmente se presenten, serán mucho más difíciles de detectar y se necesitará
sustituir mucho más cable para asegurarse de que la porción restante no esté
dañada por el agua. Una medida de prevención es
utilizar compuestos especiales para relleno dentro de los cables, como los
geles no higroscópicos. Los geles no higroscópicos no absorben la humedad. Se
aplican durante la fabricación de los cables. Se utilizan para rellenar
cualquier vacío en los espacios internos de los cables con el objeto de
desplazar la humedad en caso de que penetre en el cable. Además, los compuestos
pueden pasar por medio de las grietas y las rajaduras en el revestimiento del
cable para volver a sellarlos si se cortan por accidente.
Fibra óptica:
El cable de fibra óptica es un medio de comunicación que
utiliza luz modulada para transmitir datos a través de fibras de vidrio
delgadas. Las señales que representan bits de datos se convierten en haces de
luz. Es importante reconocer que, si bien se requiere electricidad para generar
e interpretar las señales de fibra óptica en los dispositivos finales, el cable
en sí no tiene electricidad como es el caso de los cables de cobre. De hecho,
los componentes del cable de fibra óptica son muy buenos aislantes eléctricos.
Debido a que se necesitan técnicos experimentados para
conectar los conectores de fibra óptica, y el proceso lleva mucho tiempo,
generalmente la mano de obra es el elemento más caro de la instalación de la
fibra óptica. A pesar de sus costos, la fibra óptica no es susceptible de EMI o
RFI, tiene una mayor tasa de transmisión de datos, cubre distancias de
transmisión significativamente más grandes, no tiene problemas con la conexión
a tierra y tiene una mayor resistencia a los factores ambientales. Estas
características hacen que la fibra óptica sea una opción más atractiva que el
cobre para algunas implementaciones. Cada circuito de fibra óptica que se
utiliza para conectar redes está formado por dos fibras de vidrio, una para los
datos que se transmiten en cada dirección
Los
sistemas de fibra óptica son similares a los sistemas de cable de cobre en
muchos aspectos. La mayor diferencia es que la fibra óptica utiliza pulsos
luminosos para transmitir información a través de circuitos de fibra en lugar
de utilizar pulsos electrónicos a través de circuitos de cobre. La fibra
transfiere datos utilizando luz. La entrada de luz se refleja o refracta fuera
del revestimiento dependiendo del ángulo que golpea el revestimiento. (En los
puntos 5.5.5 y 5.5.6 se hablan sobre reflexión y refracción). Después, rebota
dentro del núcleo y del revestimiento a lo largo de grandes distancias.
Comprender
los componentes de un sistema de fibra óptica ayuda a entender mejor cómo
funciona el sistema respecto de los sistemas basados en cables. Debido a la
naturaleza de doble vía de la comunicación de datos, cada circuito de fibra
óptica está formado, en realidad, por dos cables de fibra. Hay uno para
transmitir datos en cada dirección. En el cable que se muestra en la Figura,
los extremos "Tex" son los extremos de transmisión y los extremos
"Ex" son los de recepción. Observe que cada cable tiene tanto un
conector de transmisión como uno de recepción. Según dónde se use el cable en
la red, se puede enchufar un par (Tx/Rx) en un router, switch, panel de
conexión, servidor o, incluso, en una estación de trabajo.
En
general, son cinco los elementos que componen cada cable de fibra óptica. Estos
elementos son: el núcleo, el revestimiento, un búfer, un material resistente y
un revestimiento exterior. El núcleo es, en realidad, el elemento que transmite
la luz, y se encuentra en el centro de la fibra óptica. Generalmente, este
núcleo es de sílice o de vidrio, y está hecho de elementos químicos parecidos a
los del revestimiento que lo rodea. Los pulsos luminosos que viajan a través
del núcleo de fibra reflejan la interfaz donde se juntan el núcleo y el
revestimiento. Debido a que la construcción del revestimiento tiene una
construcción ligeramente diferente, ésta tiende a funcionar como un espejo que
refleja la luz al núcleo de la fibra. Esto mantiene la luz en el núcleo
mientras viaja a través de la fibra.
Alrededor
del revestimiento hay un búfer que ayuda a proteger al núcleo y al
revestimiento de todo daño. El material resistente rodea el búfer, evitando que
el cable de fibra óptica se estire cuando se tira de él. Generalmente, el
material que se utiliza es el mismo que se usa para fabricar chalecos a prueba
de balas. El elemento final, el revestimiento exterior, se agrega para proteger
la fibra de la abrasión, de los solventes y de otros contaminantes. La
composición de este revestimiento puede variar dependiendo del uso del cable.
Los códigos de prevención de incendios pueden exigir la utilización de plenum o
de materiales de grado de conductor vertical (ver 4.1.5 en el capítulo de
Medios de cobre).
Como la
fibra óptica usa señales luminosas en lugar de señales eléctricas para mover
datos, se debe instalar dispositivos especiales que puedan interpretar estas
señales. Cada fibra óptica se conecta a un transmisor en un extremo y a un
receptor en el otro.
El
transmisor convierte los datos en pulsos luminosos codificados e inyecta los
pulsos luminosos en la fibra óptica. El transmisor puede ser un láser, un diodo
emisor de luz (LED) o un dispositivo especial llamado láser emisor de
superficie de cavidad vertical (VCSEL). Cada uno de estos elementos trabaja de
distintas maneras para convertir la señal de datos entrante en pulsos
luminosos. La secuencia de pulsos representa los datos enviados.
Cuando
los pulsos luminosos llegan al destino, se los canaliza dentro del receptor
óptico. Nuevamente, la clase de dispositivo a la que se conecta el cable
determinará el procesamiento real. En términos generales, el receptor convertirá
los pulsos luminosos en señales eléctricas que pueden ser utilizadas por el
dispositivo o que pueden transmitirse a otros dispositivos por medio de
circuitos de cobre.
Los
cables de fibra óptica vienen en dos formas, multimodo y monomodo. El monomodo utiliza
un modo único de luz para transmitir la señal. El multimodo utiliza modos
múltiples de luz para transmitir la señal, de ahí el término multimodo. En la
transmisión óptica, un modo es un rayo de luz que entra al núcleo en un ángulo
determinado. Por lo tanto, los modos se pueden representar como haces de rayos
luminosos de la misma longitud de onda que entran a la fibra a un ángulo
particular.
La fibra
óptica monomodo y la multimodo tienen muchas diferencias de construcción, así
como de aplicación en los sistemas de cableado estructurado. La fibra óptica
monomodo que se instala como cableado backbone de red es capaz de ofrecer mayor
longitud de banda y distancias de tendido de cable de hasta 3000 metros. La
fibra óptica multimodo puede transmitir señales hasta un máximo de 2000 metros.
Las compañías telefónicas utilizan equipos especiales para lograr distancias de
hasta 100 km (62 millas) utilizando fibras monomodo. Debido a estas
características, la fibra monomodo se utiliza a menudo para efectuar una
conexión entre edificios o, en el caso de la compañía telefónica, una conexión
WAN. La fibra multimodo se usa con más frecuencia en backbones LAN dentro de
edificios.
La fibra
óptica multimodo usa los LED como fuente de luz. Por lo general, la fibra óptica
monomodo usa como fuente luminosa, Amplificación de la luz por radiación
mediante emisión estimulada (laser). El láser es un dispositivo que
produce un haz de luz muy intenso. Esta clase de luz es mucho más fuerte que la
que emite un LED. Esto permite que la fibra óptica monomodo que utiliza
láser transmita datos a través de distancias más grandes. Además, la fibra de
vidrio monomodo es más económica que la multimodo. Los conectores son más caros
que los conectores multimodo y, también, son más caros los componentes
electrónicos monomodo que hacen funcionar el sistema.
La Figura
compara los tamaños relativos del núcleo y del revestimiento para ambos tipos
de fibra óptica en distintos cortes transversales. Como la fibra monomodo tiene
un núcleo más refinado con un diámetro mucho menor, dicha fibra tiene un ancho
de banda y una distancia de tendido de cable mucho mayores que la fibra
multimodo.
Multimodo
La fibra
multimodo permite que múltiples modos de luz se propaguen a través del núcleo
de la fibra óptica, mientras que la fibra monomodo sólo permite un modo. Los
modos de luz múltiples que se propagan a través de la fibra pueden recorrer
diferentes distancias, según su ángulo de entrada. Como resultado, no llegan a
su destino (extremo receptor del cable) simultáneamente; este fenómeno se
denomina "dispersión modal". La fibra multimodo usa un tipo de vidrio
llamado vidrio de índice graduado que tiene un índice de refracción menor hacia
el borde exterior del núcleo. Por esta razón, la luz disminuye la velocidad
cuando atraviesa el centro del núcleo y se acelera cuando pasa a través de las
áreas externas del núcleo; esto asegura que todos los modos de luz alcanzan el
extremo aproximadamente al mismo tiempo.
Un cable
de fibra óptica multimodo estándar (el tipo de cable más común de fibra óptica)
utiliza una fibra óptica con núcleo de 62,5 micrones y un revestimiento de 125
micrones de diámetro. A menudo, recibe el nombre de fibra óptica de 62,5/125.
Debido a que el diámetro del revestimiento es considerablemente más grande que
la longitud de la onda de luz transmitida, la luz rebota (refleja) adentro del
núcleo mientras se propaga a lo largo de la línea de transmisión.
Últimamente,
la fibra óptica de 50/125 micrones es la que ha tenido mayor aceptación. Este
tipo de fibra se usa principalmente en backbones de edificios y campus. La
fibra de 50/125 micrones tiene un mayor ancho de banda y abarca distancias más
largas. Además del hecho que la instalación de este tipo de fibra no es más
cara que la de la fibra de 62,5/125 micrones, resulta una opción ideal para sostener
Ethernet de 1 Gb y más.
La fibra
multimodo usa los LED como dispositivos generadores de luz. Los LED son más
económicos para construir y, en cierto modo, más seguros debido a una potencia
menor. También son más efectivos para distancias cortas que el láser utilizado
en cables monomodo. La fibra multimodo (62,5/125) puede transportar datos a
distancias máximas de 2000 metros (6560 pies). Se utiliza principalmente en
aplicaciones LAN, incluso en el cableado backbone.
Monomodo
La fibra
monomodo utiliza un solo modo de luz para propagarse a través del núcleo de la
fibra óptica. En un cableado de fibra óptica monomodo, el diámetro del núcleo
es considerablemente más pequeño (8 a 10 micrones). La fibra óptica de 9/125
indica que el núcleo de la fibra tiene un diámetro de 9 micrones, y que su
revestimiento tiene 125 micrones de diámetro.
El núcleo
en una fibra monomodo es aproximadamente diez veces más grande que la longitud
de onda de la luz que transporta. Esto deja muy poco espacio para que la luz
rebote. Como consecuencia, los pulsos de luz que transportan datos en una fibra
monomodo se transmiten, básicamente, en línea recta a través del núcleo.
Por lo
general, la fibra monomodo utiliza una fuente de luz láser, que es más costosa
para producir, requiere mayores niveles de seguridad, y puede transmitir aún
más datos que la fibra multimodo. La fibra monomodo (como la 9/125) puede
trasmitir datos hasta 3000 metros (9840 pies) cuando se instala como parte de
un sistema de cableado estructurado estándar (observe que en este caso, lo
estándar puede no reflejar la limitación física). Con frecuencia, la fibra
monomodo se utiliza en segmentos exterioriores, y para conectar edificios en
campus de mayor tamaño.
La fibra
óptica requiere un manejo especial debido a la delicada naturaleza de las
delgadas fibras de vidrio que transmiten las señales de luz. Los sistemas de
cerramiento de fibra óptica, que constan de conectores y canales de protección,
están diseñados para proteger el cable de fibra óptica. En la Figura se observa
un cerramiento de fibra utilizado para transportar cables de fibra. Observe las
curvas suaves y grandes que evitan que el radio de curvatura sea demasiado
pequeño en las esquinas. En la Figura se observa un sistema de enrutamiento de
fibra para distribuir y proteger los cables de fibra en un bastidor de
telecomunicaciones. En la Figura se muestra un cerramiento de fibra que protege
las conexiones de fibra. Los sistemas de cerramiento evitan que los cables se
plieguen o se corten, lo que provocaría una pérdida de señal.
Los
conectores utilizados en cerramientos de fibra óptica deben proporcionar un
radio de curvatura mínimo de 5 cm (2 pulgadas). Esto asegurará una transmisión
de señal efectiva mientras se utiliza un espacio mínimo.
Varias
ventajas han llevado al desarrollo cada vez mayor y a la puesta en práctica de
los sistemas de cable de fibra óptica. En comparación con el cobre, la fibra
óptica es superior en las siguientes categorías:
- Inmunidad electromagnética,
incluida la no conductividad
- Consideraciones de seguridad
- Atenuación disminuida y
aumento en la distancia de transmisión
- Potencial de ancho de banda
aumentado
- Diámetro pequeño y poco peso
- Economía a largo plazo
Inmunidad electromagnética:
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Debido
a que la fibra óptica utiliza luz para transmitir una señal, no está sujeta a
EMI, RFI o sobrevoltaje. Ello puede ser importante cuando se colocan cables
cerca de estos tipos de fuentes, como motores, ventiladores, algunas fuentes
de luz, bombas, transformadores, líneas de alta tensión, etc. Las fuentes de
luz incluyen vapor de sodio, vapor de mercurio, neón y material fluorescente.
En algunos entornos fabriles o industriales, estos factores pueden ser lo
suficientemente importantes como para que ningún otro medio de comunicación
tenga valor. Como la fibra no utiliza impulsos eléctricos y, por lo tanto, no
puede producir ni transmitir chispas eléctricas, es la solución lógica para
atravesar ambientes inflamables, como cuartos de depósito de pinturas,
depósitos de solventes o, incluso, tanques de combustible. Además, la
naturaleza no conductiva de la fibra óptica hace que sea una opción valiosa
para áreas con gran incidencia de tormentas de rayos e incluso para atravesar
líquidos, como por ejemplo en el caso de los tendidos bajo el océano.
Finalmente, una conexión de fibra óptica evita el problema de potenciales a
tierra diferentes, y elimina el peligro que representan los bucles con
conexión a tierra para el personal y los equipos. De hecho, la fibra aísla
los dispositivos conectados en cada uno de sus extremos, y hace de ello una
muy buena opción cuando se unen sistemas completamente separados, como por
ejemplo dos LAN en edificios diferentes.
|
Consideraciones de seguridad
A
diferencia de los sistemas basados en metales, el uso de la luz en la fibra
óptica dificulta la detección de la señal que se transmite dentro del cable.
Las señales enviadas por cables de cobre pueden ser interceptadas por
dispositivos ubicados muy cerca del cable. La única forma de intervenir un
circuito de fibra óptica es al acceder a la fibra directamente; ello requiere
una intervención que sea fácil de detectar para el equipo de vigilancia. Así,
la fibra óptica es generalmente la opción de cable elegida por gobiernos,
bancos y otras organizaciones que tienen un alto interés en la seguridad.
Atenuación disminuida y distancia de transmisión
aumentada:
Los
avances en la tecnología de fibra óptica han llevado a reducir la pérdida de
señal, o atenuación, y a aumentar la distancia de transmisión. A medida que un
pulso eléctrico, o un pulso luminoso, viaja por su respectivo cable, se irá
perdiendo la fuerza de la señal debido a imperfecciones en el medio de
transmisión. Para que la señal no desaparezca, hay que estimularla con mucha
frecuencia a lo largo de su ruta. Para estimular el pulso electrónico en un
cable de cobre, se utiliza un regenerador de señal (repetidor). Para estimular
el pulso luminoso en un cable de fibra óptica, se utiliza un repetidor óptico.
La ventaja de la fibra óptica es que funciona mejor con respecto a la
atenuación. El cable de fibra óptica necesita menos dispositivos de impulso que
el cable de cobre. Las longitudes de los segmentos continuos extensos de cable
de fibra óptica también proporcionan ventajas a los fabricantes, a los
instaladores y a los usuarios finales.
Potencial
de ancho de banda aumentado:
Una
característica de la fibra óptica que todavía no se ha terminado de determinar
es su ancho de banda potencialmente alto. El ancho de banda es la cantidad de
información que una fibra, o cualquier otro medio, puede transportar por unidad
de tiempo. Cuanto mayor sea el ancho de banda, mayor será la capacidad de
transporte del cable.
En la
actualidad, los circuitos de fibra que se utilizan en conexiones de enlace
troncal entre ciudades y países transportan información de hasta 2,5 gigabits
por segundo (GPS). Esto es suficiente para transportar 40.000 circuitos
telefónicos o 250 canales de televisión. Los expertos en la industria pronostican
mayores anchos de banda a medida que la tecnología avance. Los experimentos de
laboratorio que se hicieron con fibra óptica han producido una tasa de datos de
hasta 200.000 Mbps, utilizando anchos de banda hasta de 1000 GHz. Las
frecuencias de las ondas portadoras de telecomunicación oscilan entre 40 Mbps y
8000 Mbps. En el nivel LAN, actualmente las tasas de datos están estandarizadas
en 10 Mbps y 100 Mbps, y Gigabit Ethernet (1000 Mbps) es la que más se está utilizando
en el backbone y en gabinetes de datos. En la actualidad, se están considerando
los estándares para 10 Gigabit (10.000 Mbps) y para tecnologías más rápidas.
Los
estándares de cobre, como por ejemplo 100 Mbps y Gigabit, han evolucionado y
sumado una capacidad de cobre fundamental a las LAN. Las longitudes máximas
mucho más cortas del cobre hacen que sea necesario utilizar fibra para tendidos
más largos para backbones de LAN y para la conectividad entre edificios en un
campus.
Consideraciones
de tamaño y peso:
En
comparación con el cobre, la fibra óptica es relativamente pequeña en diámetro
y mucho más liviana en peso. Estas características han hecho que se la prefiera
como conducto dentro del piso. El espacio del conducto para el cableado se ha
conectado en forma creciente con la instalación del cable de cobre expandido.
Es común incluso instalar un nuevo cableado de fibra óptica dentro de ductos y
conductos existentes para reemplazar varios circuitos de cobre, y liberar el
espacio dentro del ducto, que es tan necesario.
- Un cable de fibra óptica de
1 cm, de 24 fibras que opera a 140 Mbps transporta el mismo número de
canales de voz que un cable de cobre de 7,5 cm, de 900 pares.
- Un kilómetro (0,6 millas) de
este cable de fibra de vidrio de 24 fibras pesa 60 kg (132 libras). El
mismo largo de cable de cobre de 900 pares pesa aproximadamente 720 kg (16
libras).
- Una sola fibra de fibra
óptica monomodo puede transportar hasta cinco millones de llamadas
telefónicas simultáneamente.
Economía
a largo plazo:
|
Aun
cuando el aumento de la demanda de fibra óptica ha bajado los precios para
hacerla más competitiva con el cobre, todavía es cierto que las nuevas
instalaciones de fibra son más caras que las instalaciones de cobre. Este
desequilibrio hace que haya una inclinación más grande hacia el cobre cuando
existe la necesidad de extender una red de cobre existente. A corto plazo,
suele ser más económico seguir utilizando cableado de cobre para cubrir las
necesidades de expansión de la comunicación. Al agregar simplemente más cable
de cobre a un sistema existente, se pueden cubrir las necesidades de
expansión. El costo inicial de cambiar a fibra óptica puede ser bastante
alto, ya que se necesita una variedad de hardware de conexión como, por
ejemplo, transmisores, convertidores, repetidores ópticos.
A largo
plazo, puede ser más ventajoso invertir en fibra óptica, aun para
conversiones de cobre. Al reemplazar cobre por fibra de vidrio, se puede
evitar la inversión permanente en un sistema de cobre que pronto estará desactualizado.
Esta inversión es ventajosa a largo plazo debido a la facilidad relativa de
mejorar la fibra óptica a mayores velocidades y rendimientos, ya que se
pueden mejorar muchos dispositivos electrónicos sin modificar los circuitos
de fibra. Se sabe que los clientes necesitarán un ancho de banda mayor a
medida que crece la autopista de la información. La fibra óptica será crítica
para la provisión del ancho de banda que se necesitará para brindar el
servicio "todo en uno" de televisión, teléfono, multimedia
interactiva y acceso a Internet en cada hogar.
Desventajas
|
La mayor
desventaja de la fibra óptica es la incompatibilidad con los antiguos sistemas
de hardware electrónico que componen el mundo actual de las telecomunicaciones.
Gran parte de la velocidad que se gana a través de la transmisión con fibra
óptica se puede perder en los puntos de conversión fibra/cobre. Cuando un
segmento de red experimenta un uso pesado, la información se satura
(congestión) en el cuello de botella donde se realiza la conversión hacia las
señales electrónicas, o desde ellas. Estos cuellos de botella se volverán menos
frecuentes a medida que los microprocesadores sean más eficaces, y que todos
los dispositivos de fibra evolucionen. Las desventajas de la fibra óptica que se
identifican con mayor frecuencia incluyen:
- Un costo inicial mayor que
el cobre
- La fibra óptica resiste
menos el abuso que el cable de cobre
- Los conectores de fibra son
más delicados que los conectores de cobre
- La conexión de la fibra
óptica requiere un mayor nivel de capacitación y conocimiento
- Los medidores y las
herramientas de instalación son más caras
Aun
cuando el rendimiento de la fibra óptica es mucho mayor que el del cobre,
muchas instituciones no instalan la fibra debido al aumento de los costos. Se
debe tomar una decisión sobre la base del costo respecto del rendimiento a fin
de determinar qué clase de medios de red es mejor para cada instalación
individual.
Como se
crea la fibra óptica:
Generalmente,
la fibra óptica se crea por medio de un proceso llamado deposición externa de
vapor (OVD). La fibra producida con éste proceso es totalmente sintética,
presenta una confiabilidad mejorada, y permite una consistencia geométrica y
óptica precisa. El proceso OVD produce una fibra con dimensiones muy
consistentes.
Los tres
pasos de la fabricación de la fibra óptica con OVD Básico consta de depósito,
consolidación y tendido.
- Depósito – Se depositan partículas
de sílice y germanio en una vara por medio de una reacción química. Este
paso crea materiales muy puros.
- Consolidación – En este paso se quita la
vara de la masa de minerales recolectados sobre ella en el paso anterior.
La masa se ubica, entonces, en un horno donde se crea el vidrio.
- Tendido – Después, el vidrio
preformado terminado se coloca en una torre de tendido y se tiende para
formar un filamento continuo de fibra de vidrio. Primero, se baja el
vidrio en bruto dentro de la parte superior del horno de tendido. La punta
de la pieza en bruto se calienta hasta que una pieza de vidrio fundido,
llamada gota, comienza a caer de la pieza en bruto. Es muy similar al
caramelo caliente. Mientras la gota cae, tira hacia atrás una delgada
fibra de vidrio, que es el comienzo de una fibra óptica. La gota se corta
y la delgada fibra se hila dentro de un ensamble de tractor controlado por
una computadora, y se tiende. Así, a medida que se controla el diámetro,
el ensamble se acelera o disminuye la velocidad para controlar con precisión
el tamaño del diámetro de la fibra. La fibra progresa a través de un
sensor de diámetro que mide el diámetro cientos de veces por segundo para
asegurar el diámetro exterior especificado. En la base del tendido, la
fibra se enrolla en carretes para continuar su procesamiento.
Clases de
fibra:
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Aunque
la fibra multimodo se fabrica generalmente con vidrio, en el pasado ha sido
creada utilizando combinaciones de plástico rígido y blando. Esta clase de
fibra no se usa habitualmente debido a su baja capacidad de ancho de banda,
falta de aceptación de los estándares y disponibilidad limitada. A
continuación se ofrecen algunos ejemplos:
Alrededor
del sesenta por ciento de todas las fibras que se usan en redes de telefonía
de larga distancia son de vidrio monomodo. Sin embargo, el bajo costo de los
elementos electrónicos multimodo hacen que la fibra multimodo sea popular en
la red de área local. El costo total de una instalación es el costo combinado
de los cables y de los elementos electrónicos utilizados para comunicar a
través de los medios.
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Tubo suelto y búfer apretado:
Tubo
suelto y amortiguación estrecha son dos diseños básicos para cable. La
diferencia principal entre los dos diseños está en las aplicaciones para las
que se los utiliza. El cable de tubo suelto se utiliza principalmente para
instalaciones en el exterior de los edificios, mientras que el cable de
amortiguación estrecha se utiliza en el interior éstos.
Cable de
tubo suelto
Los
cables de tubo suelto se utilizan generalmente para instalaciones en ductos,
antenas y aplicaciones de enterramiento directo fuera de la planta. No tiene
una amortiguación estrecha alrededor de cada fibra, sólo posee un revestimiento
de acrílico de 250 micrones. Un cable de tubo suelto consta de seis componentes:
- Fibras
- Elementos resistentes
centrales
- Tubos de transporte rellenos
con gel
- Cinta para bloquear agua
- Elementos resistentes de aramio
- Revestimiento
Debido a
la potencial exposición al daño causado por el medio ambiente, se utilizan
tubos de amortiguación con código de color para contener y proteger fibras ópticas.
Las fibras flotan en un tubo con código de color relleno de gel para impedir la
penetración del agua y amortiguar la fibra. El gel también ayuda a proteger las
fibras en áreas de baja temperatura. Debido a que las fibras flotan dentro del
tubo, las fibras están algo flojas. Este largo extra ayuda a amortiguar las
fibras durante la instalación. Los cables de fibra múltiple pueden tener de 6 a
12 fibras por tubo, y algunos fabricantes ponen a todas las fibras en un solo
tubo central. Generalmente, habrá tubos de relleno sólido atados con el tubo
relleno de gel para rodear el cable.
Las
válvulas separadoras suelen enroscarse alrededor de una fibra dieléctrica o de
metal para evitar torceduras. Para obtener protección adicional, también se
pueden blindar los cables revestidos. La fibra de aramido, un material
extremadamente resistente que a menudo se utiliza en chalecos a prueba de
balas, se utiliza para obtener una resistencia elástica. El material de
revestimiento encierra al manojo completo.
Es
sencillo dividir los grupos de fibras en ubicaciones intermedias al juntar las
fibras en múltiples tubos de amortiguación. Esto se puede realizar sin
comprometer a los otros tubos de amortiguación protegidos que se prolongan en
otras ubicaciones. El código de color de los tubos sueltos facilita la
identificación de las fibras.
. Aun si
la especificación puede cambiar según el diseño y el fabricante, es posible que
los cables de tubo suelto tengan una tasa de fuerza de tirada de 300 kg o más.
Esto se debe a que la fibra real está suelta en el búfer mientras que todos los
materiales de revestimiento y de alivio de esfuerzo tienen el porcentaje más
alto de la fuerza de tirada.
Cable de
amortiguación estrecha
Los
cables de amortiguación estrecha suelen utilizarse para instalaciones de
backbone interior, conductos verticales, horizontales y plenum. A diferencia de
los diseños de tubo suelto, los cables de amortiguación ajustada tienen el
material de amortiguación en contacto directo con la fibra. Los cables de
amortiguación estrecha de una sola fibra se utilizan como cables de conexión y
jumpers para conectar los cables de tubo suelto directamente en los
dispositivos.
Un cable
de amortiguación estrecha consta de cuatro componentes:
- Fibras
- Búferes
- Elementos resistentes de
aramido
- Revestimiento
Antes de
la aplicación del material búfer de PVC, la fibra se reviste con acrílico, y
cada fibra recibe un diámetro general de 900 micrones. El manojo final provee
un cable resistente capaz de proteger las fibras individuales durante la
manipulación, el enrutamiento y la conexión. El revestimiento de aramido ayuda
a evitar que la fibra se estire cuando los instaladores tiran del cable.
Configuraciones
comunes de cables:
Los
cables pueden tener una variedad de configuraciones y combinaciones. Pueden
incluir hilos de fibra únicos o múltiples, aislamientos distintos,
revestimiento e incluso conductores de cobre. Además, pueden fabricarse para
varios ambientes, como es el caso del plenum, el no plenum, el que está
clasificado para distribución vertical, el de enterramiento directo, el de
antena amarrada y los de aplicaciones subacuáticas, entre otros.
Existen
muchas clases de configuraciones de cables de fibra óptica, entre las que se
incluyen:
- Distribución
- Conexión
- Subgrupo
- Fibra óptica Zipcord
- Dúplex redondo
- Cinta
- Antena
- Blindado
- Híbrido
- Sumergible
Es muy
importante que el instalador de cables instale la clase correcta de cable para
cada situación e instalación diferente. El instalador debe poder identificar
cada clase de cable por sus características físicas. Si existe alguna duda
acerca de la clase de cable que se ha instalado, ésta puede reconocerse al leer
cualquier inscripción que haya en él.
Descripción general
Los
conectores se utilizan para conectar la fibra óptica a paneles o a dispositivos
activos. En la actualidad, se utilizan distintos tipos de conectores. El
técnico de fibra óptica debe asegurarse de combinar correctamente el equipo con
las conexiones adecuadas. Muchos dispositivos admiten distintos tipos de
conexiones.
En la
Figura se muestran algunos conectores comunes que se usan para conectar cables
de conexión. Los cables de conexión se usan para hacer conexiones a paneles de
conexión, como el que se muestra en la Figura. Cuando se empalman las fibras,
se utiliza una bandeja de empalme que aloja y protege los conectores y las
fibras peladas. Mediante la aplicación de adaptadores como los que se muestran
en la Figura, se pueden utilizar diferentes tipos de conectores juntos en el
mismo estuche de empalme o panel de conexión. En la Figura se muestra un
ejemplo diferentes tipos de conectores que pueden ser utilizados en una
instalación simultáneamente; en dicha Figura se ven los conectores de fibra
óptica ST y FC.
Conectores
ST Y SC:
El
conector ST, o de punta recta, utiliza una conexión tipo bayoneta similar en
concepto pero mucho más pequeña que la que se utiliza en el cable coaxial. Aunque
el ST es aún el más utilizado porque es relativamente fácil de conectar, el SC
está imponiéndose debido a que requiere mucho menos espacio para asegurar y
desconectar. Los fabricantes de dispositivos buscan en general una densidad de
puerto alta, o exactitud, para mantener bajos los costos de fabricación y los
requisitos de espacio en el bastidor.
El
conector SC, canal suscriptor, se especifica en varios estándares como el
conector recomendado para conexiones de fibra óptica. El conector tiene una
montura de conexión y desconexión simétrica, que reduce la cantidad de espacio
necesaria para insertar o quitar una conexión. Los conectores SC pueden
utilizarse en forma individual o como parte de un conector dúplex. Ambas partes
del conector SC tienen un mecanismo de llave para ayudar a asentar la conexión.
Algunos
estudiantes recuerdan la diferencia entre ST y SC al pensar que el conector con
las iniciales ST (straight tube, tubo derecho) tiene un tubo derecho y que la
"C" significa "cubo" que es la forma aproximada del
conector SC.
CONECTORES PANDUIT OPTIJACK:
|
Algunos
fabricantes han desarrollado conectores de forma pequeña especiales para
facilitar desplazar la fibra óptica al escritorio. El conector Panduit
Optijack ocupa el mismo factor de forma que el conector 8P8C (RJ-45)
existente. Esto significa que el conector ofrecerá al usuario final el ancho
de banda alto de la fibra óptica, mientras sigue siendo compatible con muchos
de los dispositivos de cableado ya existentes en paredes, cubículos de
oficinas y salas de telecomunicaciones.
|
PRUEBA DE LA FIBRA OPTICA:
|
Debido
a la delicada naturaleza de la fibra óptica y los estrictos requisitos de los
estándares, hay varias actividades relacionadas con la prueba de la fibra
óptica.
La
fibra óptica debe ser probada y mantenida en forma periódica para asegurar
una instalación continua de alta calidad. En general, esto implica la
limpieza periódica de las partes del conector.
|
PRUEBAS PREVIIAS A LA INSTALACIÓN:
Un cable
de fibra óptica que se va a instalar puede haberse dañado mientras se lo
transportaba. Será inútil instalar un tendido de fibra óptica si éste se
encuentra dañado en alguna parte y ha perdido toda utilidad. Además, en
ocasiones puede ser útil verificar si un cable que aparenta estar en perfecto
estado antes de la instalación fue dañado después de ser transportado o instalado.
Probablemente, la parte más importante de la instalación de la fibra óptica es
probar los cables y las conexiones. Si la fibra no pasa la prueba, se debe
reparar la instalación, incluso si se deben tender nuevas fibras.
Un simple
control con una linterna puede servir para verificar si el cable funciona
correctamente, pero esta prueba puede ser un desafío porque, según la forma en
que se cortó la fibra, puede no aceptar luz. (Siempre utilice anteojos de
seguridad cuando realice estas pruebas). Esto ocurre cuando el aspecto del
vidrio del núcleo y del revestimiento está cortado en forma irregular o rayado.
Esto es sólo una prueba rápida para asegurarse de que la luz puede pasar a
través del cable de fibra óptica.
El
reflejo de una superficie lisa se denomina "especular", mientras que
el reflejo de una superficie rugosa se denomina "difusa". Si la
superficie del vidrio está cortada en forma irregular, pocos rayos de luz se
refractarán dentro del núcleo de la fibra porque muchos de los rayos no se
verán reflejados.
La
solución es quebrar la fibra. Esto deja una superficie limpia y plana dentro de
la cual se reflejan los rayos de luz de la linterna. Incluso puede ser posible
observar las luces de la habitación o la luz de una ventana a través de la
fibra quebrada.
Si la luz
ambiente de una habitación dificulta ver si la fibra funciona, el controlador
puede sostener la fibra en sus manos, cerrando las mismas de modo tal que
provoque oscuridad alrededor de la fibra. No examine la fibra de este modo sin utilizar
anteojos de seguridad. Acercar la mano hacia el ojo para ver si hay luz
puede ser desastroso.
No
utilice nada excepto una luz de baja potencia para realizar esta prueba. Un
láser o una fuente LED de alta potencia puede dañar sus ojos. Esto se debe a
que el ojo no sabe defenderse bien de la longitud de onda infrarroja que se
utiliza en la fibra óptica. El iris, que normalmente se cerraría ante la
presencia de una luz brillante, y el reflejo de entrecerrar los ojos, pueden no
estar presentes. El ojo no reacciona ante el peligro y permanece abierto, con
la posibilidad de sufrir una quemadura.
PRUEBAS DE INSTALACION:
Las
instalaciones de fibra óptica se prueban a menudo con una fuente de luz y un
medidor de potencia. La fuente de potencia entrega aproximadamente un milivatio
(1 mW) en una o más longitudes de onda de la fibra óptica más usada. El medidor
detecta la potencia y la exhibe en dB.
El primer
paso durante la prueba es fijar un jumper a la fuente de luz. No desconecte el
extremo de la fuente de luz de este jumper hasta que finalice la prueba. Si lo
mueve, puede afectar la cantidad de potencia que ingresa en la conexión que se
está probando. Tampoco retire la fuente de luz hasta terminar con las
mediciones.
Si
utiliza un medidor de potencia, obtendrá una lectura del nivel de potencia.
Registre este valor como Nivel de potencia de referencia. Desconecte el medidor
de potencia del jumper.
A
continuación, inserte una guía de prueba corta dentro del medidor de potencia
y, con un adaptador, conéctela en el extremo libre del jumper que se prolonga
desde la fuente de potencia. Realice una lectura y reste este valor del Nivel
de potencia de referencia recién obtenido. El resultado debe ser 0,75dB o
menos. De lo contrario, limpie todas las conexiones. Utilice una nueva guía de
prueba de ser necesario, y repita la acción.
Al quitar
el adaptador, enchufe el extremo libre de cada jumper en la conexión que deberá
probarse. Realice la lectura. Reste la lectura de la potencia al Nivel de
potencia de referencia obtenido con anterioridad. El resultado será la cantidad
de pérdida que se encontró en la conexión. Compare este resultado con el
presupuesto de pérdida para ver si está permitido. Registre los resultados.
La
suciedad en el área de la prueba puede pasar a los conectores, donde es posible
que afecte los resultados de la prueba. Tenga cuidado de no tocar los extremos
expuestos de los conectores de fibra óptica con los que se puede encontrar en
el sitio de trabajo. De ser posible, evite levantar polvillo. El técnico que
realiza la prueba nunca debe dejar de tener los protectores de los lentes en su
lugar, pero esto no siempre ocurre.
REFLECTOMETRO
EN DOMINIO DE TIEMPO:
|
Un
reflectómetro en dominio de tiempo (OTDR) funciona como un radar que emite
pulsos de luz a través de la fibra que se está probando. Cada empalme
desalineado y cada discontinuidad hace que una pequeña parte de la luz mande
el reflejo de la fibra donde el OTDR monitorea en busca de ecos. Al graficar
la fuerza de los ecos respecto del tiempo, se puede aprender mucho acerca de
la condición del cable, incluso para poder determinar qué clase de empalmes
(fusión o mecánico) existen en la fibra y dónde están ubicados.
El OTDR
también puede calcular la longitud de una fibra. Éste toma el tiempo que la
luz tarda en viajar hasta el extremo de la fibra y regresar. Para calcular el
largo de la fibra, es suficiente saber con qué rapidez viaja la luz en cada
clase de fibra y cuánto tiempo le lleva a la luz hacer el recorrido.
Es
importante tener un conocimiento preciso de la velocidad con la que la luz
viaja por el tipo de cable de que se trate. En general, el fabricante provee
esta cifra sobre la base de las pruebas estadísticas. Se llama Velocidad
nominal de propagación (NVP).
Generalmente,
el operador debe introducir en el OTDR ya sea el NVP, o el tipo de cable, y
el nombre del fabricante.
En
algunos sistemas, es imposible tomar medidas en los primeros metros de fibra.
Este tramo, llamado "zona muerta", ocurre debido a que los pulsos
que vienen del OTDR toman una cierta cantidad de tiempo para lanzarse.
Mientras el transmisor esté activo, el receptor no podrá funcionar bien
porque la salida del transmisor es muy fuerte. Algunos OTDR superan la zona
muerta al incluir fibra en la unidad de prueba y luego restarla del
visualizador.
|
CERTIFICACION DEL CABLE OPTICO.
La fibra
óptica es, en realidad, más simple de certificar que el cableado de cobre. La
prueba consiste en certificar un cable para ser utilizado verificando que la
mayor parte de la energía lumínica que ingresa al cable sale por el lado del
receptor. La pérdida, medida en dB, ocurre debido a un número de razones que
pueden ser rastreadas, posiblemente utilizando un OTDR, y corregidas en muchos
casos. El cable se certifica cuando se minimiza la pérdida o, por lo menos,
cuando está por debajo de las especificaciones del diseño.
En
general, la certificación incluye documentación y, a menudo, una copia del
rastreo del OTDR. Esto es conveniente más adelante, en caso de que falle la
fibra óptica, debido a que al comparar los rastreos nuevos y viejos puede ser
posible determinar qué causó la falla y evitar que vuelva a ocurrir
Mantenimiento
de la fibra óptica:
A
diferencia de los cables de cobre, que a menudo se benefician al estar solos,
los conectores de fibra óptica pueden beneficiarse del mantenimiento periódico.
El problema más importante es la suciedad, que puede trasladarse dentro de los
espacios donde los conectores se unen entre sí y, con el tiempo, degradar la
señal.
La
solución es una limpieza periódica suave. Se debe tratar la cara del conector
como si fuera el lente de una cámara costosa, y pasar suavemente un trozo de
papel para limpiar lentes a fin de restaurar la conexión y lograr un
rendimiento óptimo. Evite limpiar el conector con la parte del papel que haya
estado en contacto con sus dedos. Evite apoyar el papel sobre una superficie
sucia mientras cambia los conectores. Evite utilizar el mismo trozo de papel en
más de un conector.
Evite
rayar la cara pulida del conector al ejercer demasiada presión cuando lo
limpia. En caso de tener que limpiar un conector más a fondo que con sólo el
papel para limpiar lentes, coloque un poco de alcohol isopropílico en un trozo
de material que no haga pelusa (como papel para limpiar lentes, paños de
limpieza comerciales o hisopos con punta de espuma) y límpielo con la misma
suavidad descripta anteriormente. Con frecuencia, es una buena idea limpiar
primero los cuatro lados del conector, luego el frente y, por último, el lente.
Evite que los conectores junten polvo. Luego de la limpieza, insértelos en un
tomacorriente limpio o cúbralos con una tapa para lente.
La
mayoría de los tomacorrientes de fibra óptica pueden limpiarse suavemente con
un hisopo de espuma y alcohol. No obstante, asegúrese de que dicho
procedimiento cumpla con las especificaciones de los fabricantes.
Una
segunda función de mantenimiento es la de asegurarse que la salida de los
dispositivos emisores de luz y de los láser no se han debilitado con el tiempo.
Esta prueba se puede realizar a menudo en combinación con la limpieza. El
instalador debe tener cuidado de exponer sus ojos a la luz infrarroja que puede
emerger de tomacorrientes desconectados.
En este
momento, es importante verificar que la seguridad física del hardware de la
conexión está intacta, que no se hayan desatado manojos de cable, que las
cerraduras están colocadas, y que las medidas de seguridad del edificio están
siendo aplicadas.
Para
comprender cómo funcionan los medios de fibra óptica, es crucial tener un
conocimiento básico de algunas características importantes de la luz en cuanto
al modo en que se transmite (propaga) a través de ciertos materiales, como el
vidrio. Los temas que se tratan en esta sección incluyen ondas luminosas,
reflexión, reflexión interna total, refracción, ángulo crítico e índice de
refracción. Aun cuando cada uno de estos temas son fenómenos complejos de la
física, la discusión en este módulo se limita a los conceptos básicos
necesarios para aclarar de qué forma la fibra óptica utiliza la luz para
transmitir señales de datos en la red.
Ondas luminosas:
|
Los
patrones de onda ocurren de muchas formas en la naturaleza, desde el sonido
hasta el calor y la luz. Cada una es una onda analógica. Con frecuencia, una
de las características que se mide es la longitud de onda. Una representación
física de este fenómeno puede verse cada vez que uno se para al lado de una
laguna o lago y arroja una piedra al agua. La longitud de onda es la
distancia que existe entre las ondas.
La
longitud de onda es la distancia que recorre una onda electromagnética en el
tiempo que le lleva oscilar a través de un ciclo completo. La longitud de
onda de la luz se mide en nanómetros (nm) o en micrones (µm). Las longitudes
de onda de luz visible oscilan entre 400 y 700 nm. Las longitudes de onda en
los sistemas de telecomunicación oscilan entre 850 y 1550 nm.
Se
pueden ver otros dos fenómenos de onda. Estos fenómenos de onda son la
amplitud y la atenuación. La amplitud es la altura de la onda desde la parte
inferior de un valle hasta la parte superior del próximo pico. La atenuación
es la disminución de la onda en tiempo y distancia. La onda está en su mayor
amplitud cerca de la fuente y en la distancia disminuye hasta dejar de ser
reconocible. Más adelante en este módulo se verá que la atenuación es una
consideración importante al comparar fibras de vidrio y fibra óptica con
otros medios.
|
La
reflexión
Es el cambio abrupto en la dirección de un haz
de luz en una interfaz entre dos medios diferentes (aire, vidrio, plástico o
agua, por ejemplo) de modo que el haz de luz regresa al medio que lo originó. Otro
ejemplo que ocurre en la naturaleza es la reflexión que se ve en la superficie
de un lago o una laguna, que crea una imagen invertida del cielo y la costa, o
revela las rocas y los peces debajo de la superficie, dependiendo del ángulo de
visión sobre el agua.
Angulo crítico:
|
Cuando
la luz viaja a través de un medio, como el aire, y choca con otro medio, como
el vidrio, la luz se refleja en la superficie o atraviesa el segundo medio. Dependerá
del ángulo con el que golpee la superficie. El ángulo en el que el rayo
golpea la superficie del vidrio se llama ángulo de incidencia. Cuando este
ángulo de incidencia alcanza un cierto punto, llamado ángulo crítico, toda la
luz se refleja nuevamente en el medio original. Este reflejo es un fenómeno
llamado reflejo interno total.
El
reflejo interno total es una propiedad simple del vidrio, que causa que la
luz pegue en la superficie a un cierto ángulo para ser reflejado totalmente
dentro del núcleo de la fibra con muy poca pérdida o ninguna. Esta importante
propiedad del vidrio (y de otros materiales reflectantes)sostiene básicamente
que siempre que la luz que viaja a través de un material reflectante pega en
la superficie a un ángulo que es mayor que un valor determinado (el ángulo
crítico), la luz no se emitirá a través de la superficie reflectante, pero
rebotará hacia adentro nuevamente. En el caso del sistema de fibra óptica,
este principio es crucial ya que hace posible la transmisión de datos en la
forma de pulsos de luz a través de una fibra trenzada y curvada sin perder la
luz por los laterales de la fibra. Una vez que la luz ingresa a la fibra
dentro del ángulo crítico, se refleja en forma continua dentro del núcleo y
del revestimiento, siempre que no haya pérdida. A continuación se resume el
concepto de ángulo:
|
Refracción:
La
refracción es la curvatura de un haz de luz a través de una interfaz entre dos
medios diferentes, como el vidrio y el aire. A medida que aumenta el ángulo de
incidencia del rayo de luz cuando golpea la superficie del vidrio, la luz
emergente se curvará más hacia el vidrio y, de hecho, con el tiempo comenzará a
reflejarse de vuelta en el vidrio. Sólo cuando la luz golpea la superficie
entre dos medios a un ángulo perpendicular, ésta pasará en forma derecha entre
ambos.
Saber que
la fibra óptica funciona al pasar la luz por la refracción interna total nos
ayuda a comprender algunos de los problemas del tendido de la fibra óptica.
Todas las curvas deben ser suaves. De otra forma, la curvatura en el cable,
combinada con el índice de refracción, puede causar que la luz rebote fuera del
cable en lugar de pasar por él.
Índice de
refracción:
El índice
de refracción es la proporción entre la velocidad de la luz en el vacío y la
velocidad de la luz en otro medio. La velocidad de la luz en el vacío, libre de
impurezas, se considera perfecta, por lo tanto, cada índice de refracción será
de un valor mayor a 1,0 (ver la figura).
El
símbolo "η" representa el índice de refracción. Cuanto más bajo es el
índice de refracción, más rápido viaja la luz por un material. El índice de
refracción de un material, como los utilizados en cables de fibra óptica, es
una propiedad importante que determina cómo se comportará la luz en ese
material.
Transmisor:
Un
transmisor y un receptor son dos dispositivos que se necesitan para transmitir
luz a través de un cable de fibra óptica y recibirla en el destino. El
transmisor es el codificador del sistema de comunicación con fibra óptica.
Codificar significa convertir las señales electrónicas en pulsos de luz
equivalentes. Por lo tanto, la función del transmisor es convertir datos en
forma de señales eléctricas en pulsos de luz equivalentes (fotones), y
enviarlos al cable de fibra óptica para su transmisión. El transmisor es
entonces el punto donde se originan todos los datos que ingresan al sistema de
fibra óptica.
Codificar
también significa manipular señales de luz de modo que viajen en un patrón
predeterminado reflejando la información que transportan. Los datos se
codifican de modo que 'on' (encendido) es el binario '1' y 'off' (apagado) es
el binario '0'. Piense en un codificador como el antiguo código morse, con 'on'
en lugar de un punto y 'off' en lugar de una raya.
Existen
dos tipos de fuentes de luz que se utilizan para codificar y transmitir los
datos a través del cable:
- El diodo emisor de luz (LED)
es similar a la fuente de luz de los relojes digitales.
- Longitudes de onda de 850 o
1300 nm
- Se utilizan con fibra
multimodo en las LAN
- Un espectro estrecho(hasta
50 nm)
- Menos preocupaciones sobre
la seguridad que con la luz láser
- La amplificación de la luz
por radiación mediante emisión estimulada (LÁSER) es una clase de fuente
de luz tipo estroboscópica que produce una luz coherente con un rango
estrecho de longitudes de onda. La superficie de cavidad vertical que
emite láser (VCSEL) es una clase de láser. Los láser tienen los siguientes
atributos:
- Longitudes de onda de 1310
o 1550 nm (VCSEL a 850 y 1300 nm)
- Se utilizan con fibra
monomodo para las grandes distancias de los backbones de universidades y
WAN
- Espectro muy angosto(menos
de 10 nm)
- Se debe tener sumo cuidado
a fin de evitar daños a la vi
Receptor
óptico:
·
El
receptor o decodificador se encuentra en el extremo opuesto del sistema de
fibra óptica. La función del receptor es detectar el pulso luminoso que llega
desde el otro extremo para convertirlo nuevamente en la señal eléctrica
original que contiene la información que estaba impresa en la luz en el extremo
transmisor. Cuando esto ocurre, la información está una vez más en la forma de
1 y 0, lista para ser enviada a cualquier dispositivo electrónico receptor,
como una computadora, monitor de video, etc.
·
Los
transmisores y los receptores pueden ser unidades distintas, según el tipo de
servicio que se utilice en la red de comunicaciones. Se puede utilizar también
un dispositivo llamado transceptor, que realiza las dos funciones de
transmisión y recepción de un transmisor y de un receptor.
La
multiplexión es una técnica importante para extender el ancho de banda de un
sistema de transmisión como la fibra óptica. La multiplexión (MUX) es un
proceso en el cual los canales de datos múltiples se combinan en datos simples
o en un canal físico en la fuente. La demultiplexión (DEMUX) es el proceso de
separación de canales de datos multiplexados en el destino. Un ejemplo de
multiplexión es cuando los datos de aplicaciones múltiples se multiplexan en un
paquete de datos simples. Otro ejemplo de multiplexión es cuando los datos de
dispositivos múltiples se multiplexan en un canal físico simple (utilizando un
dispositivo llamado multiplexor). Los científicos todavía debaten acerca de la
posibilidad de determinar el límite superior de cuántos datos pueden viajar a
través de un enlace de fibra óptica que usa métodos de modulación modernos y la
multiplexión.
A
continuación se muestran algunos de los datos utilizados para multiplexar datos:
- Multiplexión con división de
tiempo (TDM) - En
TDM, la información de cada canal de datos se asigna a un ancho de banda
sobre la base de intervalos de tiempo, sin importar si hay datos para
transmitir.
- Multiplexión con división de
tiempo asincrónico (ATDM) – En ATDM, la información de los canales de
datos se asigna a un ancho de banda según sea necesario, utilizando
intervalos de tiempo dinámicamente asignados.
- Multiplexión con división de
frecuencia (FDM) –
En FDM, la información de cada canal de datos se asigna al ancho de banda
en la señal de frecuencia del tráfico.
- Multiplexión estadística – En la multiplexión
estadística, el ancho de banda se asigna en forma dinámica a cualquier
canal de datos que tenga información para transmitir.
- Multiplexión de división de
longitud de banda densa (DWDM) – DWDM es una forma de multiplexión
desarrollada para ser utilizada con la fibra óptica. DWDM es el
equivalente óptico de Multiplexión de división de frecuencia (FDM). Aquí,
la información de cada canal de datos se asigna al ancho de banda sobre la
base de la señal de frecuencia del tráfico. Multiplexión de división de
longitud de banda densa (DWDM) – Debido a que los sistemas de DWDM envían
señales de luz de varias fuentes a través de una sola fibra, deben incluir
algunos medios para combinar las señales entrantes. Esto se realiza con un
multiplexor, que toma longitudes de banda óptica de fibras múltiples y
convergen en un sólo haz. En el extremo receptor, el sistema debe poder
separar los componentes de la luz para poder detectarlos en forma
discreta. Los de multiplexores realizan esta función al separar el haz
recibido en sus componentes de longitud de onda, y al acoplar tales
componentes a las fibras individuales. La demultiplexión debe realizarse
antes de detectar la luz porque los foto detectores son dispositivos de
banda ancha esenciales que no pueden detectar una longitud de onda en
forma selectiva.
Los
multiplexores y los de multiplexores pueden ser de diseño pasivo o activo. Los
diseños pasivos se basan en prismas, rejillas de difracción o filtros, mientras
que los diseños activos combinan dispositivos pasivos con filtros
sintonizables. El desafío principal en estos dispositivos es minimizar la
diafonía y maximizar la separación de canales. La diafonía es una interferencia
electromagnética creada desde cables de señal cercanos, mientras que la
separación de canales se refiere a la capacidad de distinguir cada longitud de
onda.
En un
sistema unidireccional, hay un multiplexor en el extremo de envío y un de
multiplexor en el extremo receptor. Por lo tanto, cada extremo requiere dos
dispositivos y se necesitarían dos fibras distintas.
En un
sistema bidireccional, hay un dispositivo combinado de multiplexor/de
multiplexor en cada extremo y la comunicación se realiza en una sola fibra, con
diferentes longitudes de onda para cada dirección.
Multiplexión:
La
multiplexión es una técnica importante para extender el ancho de banda de un
sistema de transmisión como la fibra óptica. La multiplexión (MUX) es un
proceso en el cual los canales de datos múltiples se combinan en datos simples
o en un canal físico en la fuente. La demultiplexión (DEMUX) es el proceso de
separación de canales de datos multiplexados en el destino. Un ejemplo de
multiplexión es cuando los datos de aplicaciones múltiples se multiplexan en un
paquete de datos simples. Otro ejemplo de multiplexión es cuando los datos de
dispositivos múltiples se multiplexan en un canal físico simple (utilizando un
dispositivo llamado multiplexor). Los científicos todavía debaten acerca de la
posibilidad de determinar el límite superior de cuántos datos pueden viajar a
través de un enlace de fibra óptica que usa métodos de modulación modernos y la
multiplexión.
A
continuación se muestran algunos de los datos utilizados para multiplexar datos:
- Multiplexión con división de
tiempo (TDM) - En
TDM, la información de cada canal de datos se asigna a un ancho de banda
sobre la base de intervalos de tiempo, sin importar si hay datos para
transmitir.
- Multiplexión con división de
tiempo asincrónico (ATDM) – En ATDM, la información de los canales de
datos se asigna a un ancho de banda según sea necesario, utilizando
intervalos de tiempo dinámicamente asignados.
- Multiplexión con división de
frecuencia (FDM) –
En FDM, la información de cada canal de datos se asigna al ancho de banda
en la señal de frecuencia del tráfico.
- Multiplexión estadística – En la multiplexión
estadística, el ancho de banda se asigna en forma dinámica a cualquier canal
de datos que tenga información para transmitir.
- Multiplexión de división de
longitud de banda densa (DWDM) – DWDM es una forma de multiplexión
desarrollada para ser utilizada con la fibra óptica. DWDM es el
equivalente óptico de Multiplexión de división de frecuencia (FDM). Aquí,
la información de cada canal de datos se asigna al ancho de banda sobre la
base de la señal de frecuencia del tráfico. Multiplexión de división de
longitud de banda densa (DWDM) – Debido a que los sistemas de DWDM envían
señales de luz de varias fuentes a través de una sola fibra, deben incluir
algunos medios para combinar las señales entrantes. Esto se realiza con un
multiplexor, que toma longitudes de banda óptica de fibras múltiples y
convergen en un sólo haz. En el extremo receptor, el sistema debe poder
separar los componentes de la luz para poder detectarlos en forma
discreta. Los de multiplexores realizan esta función al separar el haz
recibido en sus componentes de longitud de onda, y al acoplar tales
componentes a las fibras individuales. La demultiplexión debe realizarse
antes de detectar la luz porque los fotodetectores son dispositivos de
banda ancha esenciales que no pueden detectar una longitud de onda en
forma selectiva.
Los
multiplexores y los de multiplexores pueden ser de diseño pasivo o activo. Los
diseños pasivos se basan en prismas, rejillas de difracción o filtros, mientras
que los diseños activos combinan dispositivos pasivos con filtros
sintonizables. El desafío principal en estos dispositivos es minimizar la
diafonía y maximizar la separación de canales. La diafonía es una interferencia
electromagnética creada desde cables de señal cercanos, mientras que la
separación de canales se refiere a la capacidad de distinguir cada longitud de
onda.
En un
sistema unidireccional, hay un multiplexor en el extremo de envío y un de
multiplexor en el extremo receptor. Por lo tanto, cada extremo requiere dos
dispositivos y se necesitarían dos fibras distintas.
En un
sistema bidireccional, hay un dispositivo combinado de multiplexor/de
multiplexor en cada extremo y la comunicación se realiza en una sola fibra, con
diferentes longitudes de onda para cada dirección.
