MANUAL DE DISEÑO E INSTALACIONES DE TELECOMUNICACIONES EN EDIFICIOS - GUÍA TÉCNICA DE REFERENCIA...
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GGUUÍÍAA TTÉÉCCNNIICCAA DDEE RREEFFEERREENNCCIIAA BBAASSAADDAA EENN LLAA NNOORRMMAALLIIZZAACCIIÓÓNN DDEE LLAA EEIIAA//TTIIAA
PPAARRAA EELL MMEEDDIIOO DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE LLAASS CCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS EENN EEDDIIFFIICCIIOOSS
Gabriel Jaime Correa Henao
Oscar Julián Pereira Fernández
Juan Felipe Restrepo Gallego
TRABAJO DIRIGIDO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TÍTULO
DE INGENIERO ELECTRICISTA
DIRECTOR
Guillermo León Mesa Betancur
Ingeniero Electrónico
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
MEDELLÍN
2000
ii
DDEEDDIICCAATTOORRIIAA
A mi madre, a mi hermana y hermano, quienes siempre apoyaron pacientemente la
realización de este trabajo
Gabriel Jaime
A mi familia por su acompañamiento en todo y en todas.
A Paola, por su comprensión y apoyo
Juan Felipe R.
A mi madre por su apoyo incondicional durante todo este tiempo
A Sandra por su paciencia y por aguantarme
Oscar Julián P.
iii
AAGGRRAADDEECCIIMMIIEENNTTOOSS
Los autores expresan sus agradecimientos:
A Guillermo Mesa Betancur, IE, Profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la
Universidad Nacional de Colombia y director del Trabajo Dirigido de Grado
A todas aquellas personas que en una u otra forma colaboraron en la realización del
presente trabajo
iv
TTAABBLLAA DDEE CCOONNTTEENNIIDDOO
Pág.
DEDICATORIA .............................................................................................................................................. II
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................................. III
TABLA DE CONTENIDO ............................................................................................................................ IV
LISTA DE TABLAS ..................................................................................................................................... XV
LISTA DE ILUSTRACIONES ................................................................................................................. XVII
RESUMEN ................................................................................................................................................ XXIV
ABSTRACT ................................................................................................................................................ XXV
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................ 1
1. TRANSMISIÓN DE DATOS .................................................................................................................. 5
1.1. ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ................................................................................ 5
1.1.1. Tareas de un Sistema de Comunicación ..................................................................................... 6
1.2. TECNOLOGÍAS DE TRANSMISIÓN ......................................................................................................... 9
1.2.1. Conmutación de circuitos ........................................................................................................... 9
1.2.2. Conmutación de Paquetes y Tramas .......................................................................................... 9
1.2.3. Retransmisión de Tramas ("Frame Relay") ...............................................................................10
1.2.4. ATM ...........................................................................................................................................11
1.2.5. RDSI ..........................................................................................................................................11
1.2.6. Terminología Utilizada en la Transmisión de Datos .................................................................12 1.2.6.1 Redes Punto a Punto ..............................................................................................................................12
1.2.6.2 Redes Multipunto ..................................................................................................................................13
1.2.6.3 Modalidades de Transmisión de Datos ..................................................................................................14
1.2.6.4 Transmisión Digital vs Transmisión Análoga .......................................................................................15
1.2.7. Protocolos..................................................................................................................................16
1.2.8. Un Modelo de Protocolo de Tres Capas ...................................................................................18 1.2.8.1 Capa de Acceso a la Red .......................................................................................................................18
1.2.8.2 Capa de Transporte ................................................................................................................................18
1.2.8.3 Capa de Aplicación ...............................................................................................................................19
1.2.9. Modelo de Protocolo OSI de la Entidad ISO.............................................................................20 1.2.9.1 Funcionamiento del Modelo de Comunicaciones ..................................................................................23
1.2.9.1.1 Establecimiento del Servicio de Conexión e Inicialización de la Transferencia del Mensaje.........23
1.2.9.1.2 Acceso a la Red ..............................................................................................................................24
1.2.9.1.3 Entrada al Sistema de Destino ........................................................................................................25
1.2.9.1.4 Conclusión de la Transferencia del Mensaje y Recepción de la Aplicación ...................................26
1.2.10. Protocolo CSMA/CD .................................................................................................................26
1.2.11. Protocolo TCP/IP ......................................................................................................................27 1.2.11.1 El TCP/IP en el modelo de la OSI ....................................................................................................28
v
1.2.11.2 Protocolo de Control de la Transmisión (TCP) .................................................................................28
1.2.11.3 Protocolo de Internet (IP) ..................................................................................................................29
1.2.11.4 Protocolos de la Capa de Aplicación.................................................................................................29
1.2.11.4.1 Protocolo de Transferencia de Archivos ......................................................................................29
1.2.11.4.2 Sistema de Transferencia de Archivos .........................................................................................29
1.2.11.4.3 Protocolo de Transferencia de Correo Simple ..............................................................................30
1.2.11.4.4 Protocolo de Manejo Simple de Red ............................................................................................30
1.2.11.4.5 Telnet ...........................................................................................................................................30
1.2.11.4.6 Protocolo de Mapeo de Usuario ...................................................................................................30
1.2.11.4.7 Servicio de Dominio del Nombre .................................................................................................31
1.2.11.4.8 Protocolo de Resolución de Direcciones ......................................................................................31
1.3. FRECUENCIA, ESPECTRO Y ANCHO DE BANDA ...................................................................................32
1.3.1. Conceptos en el Dominio Temporal ..........................................................................................32 1.3.1.1 Conceptos en el dominio de la frecuencia .............................................................................................33
1.3.2. Relación entre la Velocidad de Transmisión y el Ancho de Banda ...........................................35
1.3.3. Capacidad del Canal .................................................................................................................37 1.3.3.1 Teorema de Nyquist ..............................................................................................................................38
1.3.3.2 Ley de ShannonHartley .......................................................................................................................41
1.3.3.3 Taza de Error y Velocidad de Transmisión ...........................................................................................43
1.3.4. Perturbaciones en la Señales de Transmisión ...........................................................................43 1.3.4.1 Atenuación ............................................................................................................................................43
1.3.4.2 Distorsión de Retardo ............................................................................................................................44
1.3.4.3 Ruido o Interferencia .............................................................................................................................45
1.4. CONCEPTOS SOBRE TELECOMUNICACIONES EN REDES LAN ..............................................................48
1.4.1. Señalización de Comunicaciones ..............................................................................................48 1.4.1.1 Señalización Digital ..............................................................................................................................48
1.4.1.1.1 Codificación sin Retorno al Nivel Cero ..........................................................................................48
1.4.1.1.2 Codificación Manchester ................................................................................................................49
1.4.1.1.3 Codificación Manchester Diferencial .............................................................................................50
1.4.1.1.4 Codificación de Transmisión Multinivel ........................................................................................51
1.4.1.2 Señalización Análoga ............................................................................................................................51
1.4.1.2.1 Esquema Amplitud Modulada ........................................................................................................52
1.4.1.2.2 Esquema Frecuencia Modulada ......................................................................................................52
1.4.1.2.3 Esquema Modulación de Fase ........................................................................................................53
1.4.2. Direccionamiento de la Comunicación .....................................................................................53 1.4.2.1 Identificación de las Estaciones .............................................................................................................54
1.4.2.2 Uso de las Direcciones ..........................................................................................................................54
1.4.3. Procesamiento de la Comunicación ..........................................................................................54
2. MEDIOS DE TRANSMISIÓN ...............................................................................................................56
2.1. CABLES DE PAR TRENZADO PARA TRANSMISIÓN DE DATOS ..............................................................58
2.1.1. Modelación de una Línea de Transmisión de datos ..................................................................58 2.1.1.1 Impedancia de Entrada de una Línea de Transmisión ...........................................................................60
2.1.1.2 Cambio de Fase y Velocidad de Propagación para la Línea de Transmisión ........................................64
2.1.2. Clases de Cable Par Trenzado ..................................................................................................66
2.1.3. Caracterización del Cable Par Trenzado ..................................................................................69 2.1.3.1 Consideraciones sobre el Calibre ..........................................................................................................70
2.1.3.2 Consideraciones sobre el Blindaje .........................................................................................................71
2.1.3.3 Consideraciones sobre el Aislamiento ...................................................................................................72
2.1.3.4 Propiedades Mecánicas .........................................................................................................................73
2.1.3.5 Propiedades Eléctricas ...........................................................................................................................75
2.1.3.5.1 Impedancia Característica ..............................................................................................................76
2.1.3.5.2 Resistencia D.C. .............................................................................................................................76
2.1.3.5.3 Capacitancia ...................................................................................................................................77
2.1.4. Características de Transmisión .................................................................................................77 2.1.4.1 Ancho de Banda Par Trenzado ..............................................................................................................77
2.1.4.2 Velocidad de Propagación .....................................................................................................................81
2.1.4.3 Interferencias y Ruidos Comunes en los Cables de Cobre ....................................................................81
2.1.4.3.1 Pérdidas por Atenuación en Par Trenzado ......................................................................................82
2.1.4.3.2 Pérdidas por Interferencia en Par Trenzado ....................................................................................84
vi
2.1.5. Valores Normalizados Categorías 5e y 6 ................................................................................86 2.1.5.1.1 Cociente de Atenuación por Crosstalk (ACR) ................................................................................87
2.1.5.1.2 Suma de Potencias NEXT (PSNEXT) ............................................................................................88
2.2. CABLE COAXIAL ................................................................................................................................89
2.2.1. Tipos de Cables Coaxiales.........................................................................................................89
2.2.2. Caracterización del Cable Coaxial ...........................................................................................90 2.2.2.1 Consideraciones sobre el Aislamiento ...................................................................................................90
2.2.2.1.1 Policloruro de Vinilo (PVC) ...........................................................................................................91
2.2.2.1.2 Polietileno ......................................................................................................................................93
2.2.2.1.3 Poliamida (PA, NYLON) ...............................................................................................................94
2.2.2.1.4 Fluoroplasticos (PRFE, FEP, ETFE, ECTFE) ............................................................................94
2.2.2.1.5 Material TPE ..................................................................................................................................95
2.2.2.1.6 Caucho............................................................................................................................................95
2.2.2.2 Propiedades Eléctricas ...........................................................................................................................95
2.2.2.2.1 Impedancia Característica ..............................................................................................................96
2.2.2.2.2 Resistencia ......................................................................................................................................97
2.2.2.2.3 Capacitancia ...................................................................................................................................97
2.2.2.2.4 Inductancia .....................................................................................................................................98
2.2.2.2.5 Resistencia de Aislamiento .............................................................................................................98
2.2.2.2.6 Constante Dieléctrica .....................................................................................................................98
2.2.2.2.7 Constante De Fase ( ) ..................................................................................................................98
2.2.3. Características de Transmisión del Cable Coaxial ...................................................................98 2.2.3.1 Conectividad .........................................................................................................................................99
2.2.3.2 Diafonía o Crosstalk ..............................................................................................................................99
2.2.3.3 Atenuación ..........................................................................................................................................100
2.3. FIBRAS ÓPTICAS ...............................................................................................................................102
2.3.1. Propagación de la Luz en Guías de ondas Cilíndricos ...........................................................103 2.3.1.1 Índice de Refracción, N .......................................................................................................................105
2.3.1.2 Reflexión y Refracción ........................................................................................................................106
2.3.1.3 Reflexión Total. ...................................................................................................................................106
2.3.2. Parámetros Característicos de las Fibras Ópticas .................................................................107 2.3.2.1 Parámetros Estáticos............................................................................................................................107
2.3.2.1.1 Apertura Numérica (NA) ..............................................................................................................107
2.3.2.1.2 Perfil del Índice de Refracción .....................................................................................................109
2.3.2.2 Parámetros Geométricos (Diámetros y Excentricidades) ....................................................................110
2.3.2.3 Parámetros Dinámicos .........................................................................................................................112
2.3.2.3.1 Atenuación en las Fibras ..............................................................................................................112
2.3.2.3.2 Atenuación por Tendido, Ambiente y Envejecimiento .................................................................113
2.3.2.3.3 Atenuación Total ..........................................................................................................................114
2.3.2.3.4 Dispersión en las Fibras................................................................................................................114
2.3.2.3.5 Dispersión Modal .........................................................................................................................116
2.3.2.3.6 Dispersión del Material ................................................................................................................116
2.3.2.4 Pérdidas Intrínsecas .............................................................................................................................118
2.3.2.4.1 Absorción debida a Rayos Ultravioletas e Infrarrojos ..................................................................118
2.3.2.4.2 Scattering Rayleigh ......................................................................................................................118
2.3.2.5 Pérdidas de Origen Externo .................................................................................................................119
2.3.2.5.1 Absorción debida a Impurezas .....................................................................................................119
2.3.2.5.2 Curvaturas de la Fibra ..................................................................................................................120
2.3.2.5.3 Pérdidas por Microcurvaturas .......................................................................................................120
2.3.2.6 Ancho de Banda ..................................................................................................................................121
2.3.3. Tipos de Fibras Ópticas ..........................................................................................................124 2.3.3.1 Fibras de Alta Calidad .........................................................................................................................127
2.3.3.1.1 Fibras Multimodo .........................................................................................................................127
2.3.3.1.2 Fibras Multimodo de Salto de Índice ............................................................................................128
2.3.3.1.3 Fibras Multimodo De Índice Gradual (I.G.) .................................................................................129
2.3.3.1.3.1 Valores del Parámetro g ........................................................................................................131
2.3.3.1.3.2 Determinación del parámetro A ............................................................................................131
2.3.3.1.4 Fibras Monomodo ........................................................................................................................132
2.3.3.1.5 Fibras para Enlaces de Corta y Media Distancia ..........................................................................133
2.3.3.1.6 Fibras para Redes de Abonado de Banda Ancha ..........................................................................134
2.3.3.1.7 Fibras para Corta Distancia y Pequeña Capacidad .......................................................................134
vii
2.3.4. Diámetros Usuales de la Fibra ................................................................................................134 2.3.4.1 Núcleo: 8 a 10/125 m ........................................................................................................................135
2.3.4.2 Núcleo: 50/125 m ..............................................................................................................................135
2.3.4.3 Núcleo: 62,5/125 m ...........................................................................................................................135
2.3.4.4 Núcleo: 85/125 m ..............................................................................................................................136
2.3.4.5 Núcleo: 100/140 m ............................................................................................................................136
2.3.5. Composición del Cable de Fibra Óptica .................................................................................136 2.3.5.1 Cable de Estructura Holgada ...............................................................................................................137
2.3.5.2 Cable de Estructura Ajustada ..............................................................................................................138
2.3.5.3 Cable de Figura en 8 ............................................................................................................................139
2.3.5.4 Cable Blindado ....................................................................................................................................140
2.3.5.5 Otros Cables ........................................................................................................................................141
2.3.5.5.1 Cable Aéreo Autoportante ............................................................................................................141
2.3.5.5.2 Cable submarino ...........................................................................................................................141
2.3.5.5.3 Cable Compuesto TierraÓptico (OPGW) ...................................................................................141
2.3.5.5.4 Cables Híbridos ............................................................................................................................142
2.3.5.5.5 Cable en Abanico .........................................................................................................................142
2.4. COMPARACIÓN DE FIBRA ÓPTICA Y CABLE DE COBRE .....................................................................143
3. CONECTORIZACIÓN Y TERMINACIONES .................................................................................145
3.1. GENERALIDADES DE LOS TERMINALES DE CABLES ..........................................................................145
3.1.1. Terminación en Conductores de Pares Simétricos ..................................................................148 3.1.1.1 Arrollado .............................................................................................................................................148
3.1.1.2 Soldado ................................................................................................................................................148
3.1.1.3 Arrollado y soldado .............................................................................................................................148
3.1.1.4 Atornillado ..........................................................................................................................................148
3.1.1.5 Contacto por desplazamiento del aislamiento (CDA)..........................................................................148
3.1.1.6 Terminación para Conductores No Utilizados .....................................................................................149
3.1.2. Terminaciones en Conductores de Pares Coaxiales................................................................149 3.1.2.1 Tipo de conectores ..............................................................................................................................149
3.1.2.2 Tipo de empalme directo .....................................................................................................................149
3.1.3. Requisitos de Seguridad ..........................................................................................................149
3.1.4. Requisitos Eléctricos ...............................................................................................................149
3.1.5. Requisitos Ambientales ............................................................................................................150
3.2. CONECTORES EN CABLE PAR TRENZADO .........................................................................................151
3.2.1. Conector para Par Trenzado ...................................................................................................151 3.2.1.1 Atenuación en los Conectores .............................................................................................................154
3.2.1.2 Pérdidas NEXT ...................................................................................................................................155
3.2.2. Configuración de PatchCords ...............................................................................................155 3.2.2.1 Implementación de un PatchCord .....................................................................................................158
3.2.2.2 Señalización de los Conectores ...........................................................................................................159
3.3. TERMINACIONES EN CABLES PAR TRENZADO ..................................................................................161
3.3.1. Terminación en Bloque66 ......................................................................................................161
3.3.2. Hardware Estilo110 ..............................................................................................................162
3.3.3. Hardware BIX .........................................................................................................................164
3.3.4. Hardware LSA .........................................................................................................................165
3.3.5. PatchPanels ...........................................................................................................................165
3.3.6. Salidas a las Áreas de Trabajo ................................................................................................166
3.4. CONECTORES EN CABLE COAXIAL ...................................................................................................168
3.4.1. Conectores BNC ......................................................................................................................168
3.4.2. Terminación De Cables Coaxiales ..........................................................................................169
3.4.3. Preparación y Terminación del Cable .....................................................................................170
3.5. EMPALMERÍA EN CABLEADO DE COBRE ...........................................................................................172
3.6. EMPALMES DE FIBRA ÓPTICA ........................................................................................................179
3.6.1. Características de los Empalmes de Fibras Ópticas ...............................................................179 3.6.1.1 Pérdidas en Empalmes de Fibras Multimodo ......................................................................................180
3.6.1.1.1 Factores de Pérdida Extrínseca .....................................................................................................180
3.6.1.1.2 Factores de Pérdida Intrínseca ......................................................................................................180
viii
3.6.1.2 Pérdidas en Empalmes de Fibras monomodo ......................................................................................180
3.6.2. Empalme por Fusión ...............................................................................................................181 3.6.2.1 Empalmes Monofibra ..........................................................................................................................182
3.6.2.1.1 Protección del Empalme ...............................................................................................................183
3.6.2.2 Empalme Multifibra ............................................................................................................................184
3.6.2.2.1 Preparación de las fibras ...............................................................................................................184
3.6.2.2.2 Alineación de las fibras ................................................................................................................184
3.6.2.2.3 Protección del empalme ...............................................................................................................184
3.6.3. Empalmes Mecánicos ..............................................................................................................184
3.6.4. Empalmes de Fibras Unidas por Adhesivos ............................................................................186 3.6.4.1.1 Preparación de la fibra ..................................................................................................................186
3.6.4.1.2 Alineación de las fibras ................................................................................................................187
3.6.5. Herramientas de Empalme ......................................................................................................187 3.6.5.1.1 Protección del empalme ...............................................................................................................194
3.7. CONECTORES DE FIBRA ÓPTICA .......................................................................................................195
3.7.1. Conectores Fibras Multimodo .................................................................................................195 3.7.1.1 Conectores Fibra Desnuda ...................................................................................................................195
3.7.1.2 Conectores de Alineación por Virola ..................................................................................................196
3.8. CONECTORES TERMINALES PARA FIBRAS ÓPTICAS ..........................................................................198
3.8.1. Cordones de Conexión y Latiguillos ........................................................................................201
3.8.2. Terminación de una Fibra Óptica ...........................................................................................202 3.8.2.1 Terminación sin Caja...........................................................................................................................203
3.8.2.2 Terminación en una Caja de Empalmes ..............................................................................................204
3.8.2.3 Terminación en Panel de Conexiones..................................................................................................204
3.8.2.4 Conector Instalable in Situ (En Campo) ..............................................................................................205
3.8.2.4.1 Juego de Herramientas para un Conector Instalable en Campo ....................................................206
3.8.2.5 Terminación con Pigtail o Latiguillo ...................................................................................................211
3.8.2.6 Kit de Herramientas de Terminación con Latiguillo ...........................................................................212
3.8.3. Cajas de Empalmes para Fibra Óptica ...................................................................................213
3.8.4. Bandejas de Empalme para Fibra ...........................................................................................214
3.8.5. Páneles de Conexión para Fibra .............................................................................................215
4. REDES DE COMUNICACIÓN ...........................................................................................................218
4.1. OBJETIVO DE UNA RED .....................................................................................................................218
4.1.1. Concepto de Área de Trabajo ..................................................................................................219
4.1.2. Origen de las Redes de Computadores ....................................................................................220
4.1.3. Aplicaciones de las Redes de Computadores...........................................................................222 4.1.3.1 Compartir Archivos .............................................................................................................................223
4.1.3.2 Impresión en Red ................................................................................................................................224
4.1.3.3 Aplicaciones de Red ............................................................................................................................225
4.1.3.3.1 Aplicaciones Cliente/Servidor ......................................................................................................225
4.1.3.3.2 Acceso a Internet ..........................................................................................................................225
4.1.4. Sistema Distribuido y Red Local .............................................................................................226 4.1.4.1 Redes para Servicios Básicos de Transmisión (SBT) ..........................................................................227
4.1.4.2 Redes para Servicios de Valor Añadido (SVA) ...................................................................................227
4.1.4.3 Redes Conmutadas ..............................................................................................................................228
4.1.4.3.1 Conmutación de Paquetes .............................................................................................................228
4.1.4.3.2 Conmutación de Circuitos ............................................................................................................228
4.1.4.4 Redes de Difusión ...............................................................................................................................229
4.2. REDES DE ÁREA LOCAL (LAN LOCAL AREA NETWORK) ............................................................230
4.2.1. Hardware de una Red LAN......................................................................................................231 4.2.1.1 Canal de Transmisión ..........................................................................................................................231
4.2.1.2 Tarjetas de Interfaz de Red ..................................................................................................................231
4.2.1.3 Servidores ............................................................................................................................................233
4.2.1.4 Hubs o Concentradores .......................................................................................................................234
4.2.1.5 Elementos para Interconexión de Redes ..............................................................................................235
4.2.1.5.1 Repetidores ...................................................................................................................................236
4.2.1.5.2 Puentes (Bridges) .........................................................................................................................236
4.2.1.5.3 Enrutadores (Routers) ...................................................................................................................237
4.2.1.5.4 Puertas de Enlace (Gateways) ......................................................................................................238
ix
4.2.2. Topología de las Redes LAN....................................................................................................239 4.2.2.1 Topología en Bus ................................................................................................................................241
4.2.2.2 Red en Estrella ....................................................................................................................................242
4.2.2.2.1 Topología en Estrella Pasiva ........................................................................................................243
4.2.2.2.2 Topología en Estrella Activa ........................................................................................................244
4.2.2.3 Topología en Anillo.............................................................................................................................244
4.2.2.4 Topologías Lógicas .............................................................................................................................245
4.2.2.4.1 Topología AnilloEstrella ............................................................................................................245
4.2.2.4.2 Topología BusEstrella ................................................................................................................246
4.3. RED ETHERNET ................................................................................................................................247
4.3.1. Tramas en Ethernet .................................................................................................................249
4.3.2. Códigos ....................................................................................................................................250 4.3.2.1 Ethernet 10Base5 ..............................................................................................................................251
4.3.2.1.1 Características ..............................................................................................................................252
4.3.2.1.2 Ventajas ........................................................................................................................................252
4.3.2.1.3 Inconvenientes ..............................................................................................................................252
4.3.2.1.4 Aplicaciones en la Actualidad ......................................................................................................253
4.3.2.2 Ethernet 10Base2 ..............................................................................................................................253
4.3.2.2.1 Características ..............................................................................................................................254
4.3.2.2.2 Ventajas ........................................................................................................................................254
4.3.2.2.3 Inconvenientes ..............................................................................................................................254
4.3.2.2.4 Aplicaciones en la Actualidad ......................................................................................................255
4.3.2.3 Ethernet 10BaseT ..............................................................................................................................255
4.3.2.3.1 Características ..............................................................................................................................256
4.3.2.3.2 Ventajas ........................................................................................................................................257
4.3.2.3.3 Inconvenientes ..............................................................................................................................257
4.3.2.3.4 Aplicaciones en la Actualidad ......................................................................................................257
4.3.2.4 Ethernet 10BaseFL ............................................................................................................................258
4.3.2.4.1 Características ..............................................................................................................................258
4.3.2.5 Fast Ethernet ........................................................................................................................................258
4.3.2.5.1 100BaseTX .................................................................................................................................258
4.3.2.5.2 100BaseT4 .................................................................................................................................258
4.3.2.5.3 100BaseFX .................................................................................................................................259
4.3.2.6 Gigabit Ethernet ..................................................................................................................................259
4.3.3. Estimación del Tráfico de una Red Ethernet ...........................................................................260 4.3.3.1 Evaluación de la Transmisión de Tramas ............................................................................................261
4.3.3.2 Evaluación de la Transmisión en Bytes ...............................................................................................261
4.3.3.3 Tasa de Transmisión en Bits ................................................................................................................261
4.4. REDES TOKENRING ........................................................................................................................264
4.4.1. Componentes de una Red TokenRing ....................................................................................265 4.4.1.1 Concentradores ....................................................................................................................................265
4.4.1.2 Repetidores y Convertidores ...............................................................................................................267
4.4.2. Funcionamiento del Token Ring ..............................................................................................267
4.4.3. Problemas de una red Token Ring ...........................................................................................270 4.4.3.1 Pérdida del Testigo ..............................................................................................................................270
4.4.3.2 Incorporación al Anillo .......................................................................................................................271
4.4.3.2.1 Prueba de la Conexión ..................................................................................................................272
4.4.3.2.2 Prueba del Monitor .......................................................................................................................272
4.4.3.2.3 Chequeo de Direcciones Repetidas ..............................................................................................272
4.4.3.2.4 Participación en notificaciones de vecinos ...................................................................................272
4.4.3.2.5 Requerimiento de Inicializar ........................................................................................................272
4.4.4. Esquema opcional de Prioridades ...........................................................................................273
4.4.5. Dimensionamiento del Cableado en una TokenRing. ............................................................275 4.4.5.1 Cálculo con cable UTP ........................................................................................................................278
4.4.5.1.1 Pérdidas de Inserción ....................................................................................................................278
4.4.5.1.2 Pérdidas NEXT por inserción (NIR) ............................................................................................279
4.4.5.1.3 Longitud del cable Lóbulo ............................................................................................................279
4.4.6. Estimación del Tráfico en una Red TokenRing .....................................................................280
4.5. FDDI ................................................................................................................................................285 4.5.1.1 Características de las Redes FDDI ......................................................................................................285
x
4.5.1.2 Ventajas de la FDDI ............................................................................................................................288
4.5.2. Modelo de una Red FDDI........................................................................................................288 4.5.2.1 Especificaciones del Medio Físico ......................................................................................................288
4.5.2.2 Especificación del Protocolo ...............................................................................................................289
4.5.2.3 Especificaciones de la Subcapa MAC .................................................................................................289
4.5.3. Formato Del Testigo FDDI (Token FDDI) .............................................................................290
4.5.4. Formato de las Tramas FDDI (Frame FDDI) .......................................................................291
4.5.5. Componentes de una Red FDDI ..............................................................................................292 4.5.5.1 Concentradores ....................................................................................................................................292
4.5.5.2 Estaciones ............................................................................................................................................293
4.5.5.3 Adaptador ............................................................................................................................................293
4.5.5.4 Conector de Interfaz al Medio .............................................................................................................293
4.5.5.5 Relé de Bypass Óptico ........................................................................................................................293
4.5.6. Topologías de las Redes FDDI ................................................................................................293 4.5.6.1.1 Concentrador Simple ....................................................................................................................293
4.5.6.1.2 Anillo Dual ...................................................................................................................................294
4.5.6.1.3 Árbol de Concentradores. .............................................................................................................295
4.5.6.1.4 Árbol de Anillo Dual ....................................................................................................................296
4.5.7. Aplicaciones de Las Redes FDDI ............................................................................................297
4.6. ATM (MODO DE TRANSFERENCIA ASINCRÓNICA) ...........................................................................298
4.6.1. Características del ATM ..........................................................................................................299 4.6.1.1 Modelo de una Red ATM ....................................................................................................................301
4.6.1.1.1 Capa Física del ATM ...................................................................................................................302
4.6.1.1.2 Capa de Adaptación ......................................................................................................................304
4.6.1.1.3 Capa de Servicios y Aplicaciones ATM .......................................................................................305
4.6.2. Celda ATM...............................................................................................................................305
4.6.3. Concepto de Suicheo ...............................................................................................................306
4.6.4. Transmisión ATM ....................................................................................................................308
4.6.5. Componentes de una Red ATM ................................................................................................309
4.6.6. Topología ATM ........................................................................................................................309
4.6.7. Aplicaciones de las Redes ATM ...............................................................................................310
4.6.8. Red Troncal Tipo ATM ............................................................................................................311 4.6.8.1 Tipos de Troncales ATM.....................................................................................................................312
4.6.8.2 Otras Consideraciones .........................................................................................................................313
4.6.9. ATM en el Área de Trabajo .....................................................................................................314 4.6.9.1 Servicios ATM ....................................................................................................................................315
4.6.9.2 Servicios en la red LAN ......................................................................................................................315
4.6.10. ATM frente a otras Tecnologías ..............................................................................................316
4.7. OTRAS TECNOLOGÍAS DE REDES LAN .............................................................................................319
4.7.1. ARCnet .....................................................................................................................................319
4.7.2. Interconexión y Ampliación de Redes ......................................................................................320
4.7.3. Redes LAN Suicheadas ............................................................................................................322 4.7.3.1 Funcionamiento de las Redes LAN Suicheadas ..................................................................................323
4.7.3.2 Beneficios de las Redes LAN Suicheadas ...........................................................................................324
4.7.3.2.1 Mercado de los Suiches o Conmutadores .....................................................................................325
4.7.3.2.2 Redes LAN Suicheadas y Compartidas ........................................................................................326
4.7.3.3 Planificación de una Red Conmutada ..................................................................................................326
4.7.3.3.1 Clases de Conmutadores...............................................................................................................327
4.7.3.3.2 Técnicas de Envío de Datos..........................................................................................................328
4.7.3.3.3 Control de Flujo y Buffering ........................................................................................................328
4.7.4. Retardo de Tramas (Frame Relay) ..........................................................................................330 4.7.4.1 Formato de la Trama ...........................................................................................................................330
4.7.4.2 Acceso a la Red de Retardo de Tramas ...............................................................................................331
4.7.4.3 Conmutación Estadística .....................................................................................................................332
5. ANÁLISIS DE LAS NECESIDADES ..................................................................................................334
5.1. EVALUACIÓN DEL AMBIENTE ACTUAL .............................................................................................335
5.1.1. Datos e Información ................................................................................................................335
5.1.2. Hardware .................................................................................................................................336
xi
5.1.3. Perfil de Usuarios ....................................................................................................................336
5.2. DETERMINAR EL AMBIENTE FUTURO ...............................................................................................337
5.3. BRINDAR CONFIABILIDAD ................................................................................................................338
5.3.1. Principios Fundamentales de la Confiabilidad .......................................................................338
6. ASPECTOS BÁSICOS EN EL DISEÑO DE REDES ........................................................................342
6.1. NORMAS DE LA EIA/TIA PARA EL SISTEMA DE COMUNICACIONES DE EDIFICIOS.............................342
6.1.1. ANSI/TIA/EIA 568-A: Cableado para Telecomunicaciones en Edificios Comerciales. ..........343 6.1.1.1 Cableado Horizontal ............................................................................................................................343
6.1.1.2 Cableado Vertical (Backbone )............................................................................................................343
6.1.1.3 Cableado de Gabinetes de Telecomunicaciones ..................................................................................344
6.1.1.4 Cableado del Salón de Equipos ...........................................................................................................344
6.1.1.5 Facilidades de Acceso al Cableado .....................................................................................................344
6.1.1.5.1 UTP de 100 ...............................................................................................................................344
6.1.1.5.2 STP de 150 ................................................................................................................................344
6.1.1.5.3 Fibras Ópticas ...............................................................................................................................344
6.1.1.5.4 Híbridos y Undercarpet ................................................................................................................345
6.1.2. ANSI/EIA/TIA 569: Rutas y Espacios para Telecomunicaciones en Edificios Comerciales ...345
6.1.3. ANSI/EIA/TIA 570: Cableado para Telecomunicaciones en Residencias y Sector Comercial346
6.1.4. ANSI/TIA/EIA 606: Administración de la Infraestructura para Telecomunicaciones en
Edificios Comerciales ..............................................................................................................................347
6.1.5. ANSI/TIA/EIA 607: Requerimientos de los Sistemas de Puesta a Tierra para
Telecomunicaciones ................................................................................................................................348
6.2. COMPOSICIÓN DEL SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO. .........................................................349
6.2.1. Facilidades de Acceso .............................................................................................................349 6.2.1.1 Rutas para la Entrada al Servicio de Telecomunicaciones...................................................................350
6.2.1.2 Facilidades de Acceso Subterráneo .....................................................................................................350
6.2.1.3 Facilidades de Acceso Aéreas .............................................................................................................351
6.2.1.4 Facilidades de Acceso Enterradas Superficialmente ...........................................................................351
6.2.2. Cableado Vertical de Campus Backbone. ............................................................................351 6.2.2.1 Topología del Backbone. .....................................................................................................................352
6.2.2.2 Distancias en el Cableado del Backbone. ............................................................................................353
6.2.3. Cableado Horizontal ...............................................................................................................353 6.2.3.1 Topología del Cableado Horizontal .....................................................................................................354
6.2.3.2 Distancias Máximas en el Cableado Horizontal. .................................................................................354
6.2.4. Áreas de Trabajo .....................................................................................................................355
6.2.5. Gabinete de Telecomunicaciones ............................................................................................356
6.2.6. Salón de Equipos o Cuarto de Telecomunicaciones ...............................................................357
6.2.7. Puesta a Tierra del Sistema de Telecomunicaciones ...............................................................361 6.2.7.1 Prevención de los choques eléctricos ..................................................................................................362
6.2.7.2 Procedimientos Generales de las Puestas a Tierra. ..............................................................................363
6.2.7.2.1 Servicio Eléctrico de Puesta a Tierra ............................................................................................364
6.2.7.2.2 Instalación del Electrodo de Puesta a Tierra .................................................................................364
6.2.7.2.3 Protección de Circuitos de Telecomunicaciones. .........................................................................365
7. PLANIFICACIÓN DE LA INSTALACIÓN ......................................................................................367
7.1. PLANOS ............................................................................................................................................369
7.1.1. Planos Conceptuales ...............................................................................................................369
7.1.2. Planos de Instalación ..............................................................................................................369 7.1.2.1 Planos del Cliente ................................................................................................................................369
7.1.2.2 Planos del Diseñador ...........................................................................................................................370
7.1.2.3 Convenciones Usadas en los Planos ....................................................................................................371
7.2. ALCANCE DEL TRABAJO ...................................................................................................................374
7.2.1. El Contrato ..............................................................................................................................374
7.2.2. Cronograma de Trabajo ..........................................................................................................374
7.2.3. Registro del Proyecto ..............................................................................................................375
7.2.4. Inspección del Lugar ...............................................................................................................375
7.2.5. Reunión Inicial de Construcción .............................................................................................376
xii
7.2.6. Lista de Materiales ..................................................................................................................376
7.2.7. Pedido de Materiales ...............................................................................................................377
7.2.8. Recepción de Materiales..........................................................................................................377
8. INSTALACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS DE SOPORTE .............................................................379
8.1. MONTAJE DEL GABINETE DE TELECOMUNICACIONES ......................................................................379
8.1.1. Tablas y Láminas de Enchape en Madera ...............................................................................381 8.1.1.1 Instalación de los Enchapes en Madera ...............................................................................................381
8.1.2. Bandejas de Cables .................................................................................................................383
8.1.3. Bandejas de Tubo ....................................................................................................................383
8.1.4. Curvas Modulares ...................................................................................................................386
8.1.5. Instalación de Bandejas Portacables ......................................................................................388
8.1.6. Instalación de los Anillos en D ................................................................................................389
8.1.7. Tubería Conduit .......................................................................................................................390
8.1.8. Cables de Puesta a Tierra .......................................................................................................392
8.1.9. Marco Frontal de los Racks ....................................................................................................392
8.1.10. Cabinas Montadas en el Suelo ................................................................................................393
8.1.11. Cabinas y Racks Empotrados ..................................................................................................394
8.1.12. Guía de Instalación de un Gabinete de Telecomunicaciones ..................................................394
8.2. INSTALACIÓN DE LOS SISTEMAS DE SOPORTE DEL CABLEADO .........................................................397
8.2.1. Instalación de los Sistemas de Soporte ....................................................................................397
8.2.2. Cajas de Halado o Empalme. ..................................................................................................401 8.2.2.1 Cajas de Paso. ......................................................................................................................................401
8.3. INSTALACIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA. .................................403
8.3.1. Componentes del Sistema de Puesta A Tierra .........................................................................406
8.3.2. Pruebas al Sistema de Puesta a Tierra ....................................................................................408
9. TENDIDO DEL CABLEADO ..............................................................................................................409
9.1. SISTEMAS DE HALADO .....................................................................................................................413
9.2. HALADO DEL CABLEADO HORIZONTAL EN CONDUITS USANDO UNA PESCA ....................................416
9.2.1. Método Opcional 1 ..................................................................................................................418
9.2.2. Método Opcional 2 ..................................................................................................................419
9.3. HALADO DE CABLEADO HORIZONTAL EN CIELO RASOS ..................................................................421
9.4. HALADO DEL BACKBONE EN RUTAS VERTICALES (DESDE ARRIBA) ................................................423
9.5. HALADO DEL BACKBONE EN RUTAS VERTICALES (DESDE ABAJO) ..................................................427
9.6. HALADO DE BACKBONE HORIZONTAL .............................................................................................430
9.7. TENDIDO DE CABLES DE FIBRA ÓPTICA ...........................................................................................432
9.8. RESTAURACIÓN DE PENETRACIONES CONTRAINCENDIO ................................................................436
10. DOCUMENTACIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE LA INSTALACIÓN .....................................439
10.1. CONCEPTOS BÁSICOS DE LA ADMINISTRACIÓN ............................................................................439
10.1.1. Identificaciones. .......................................................................................................................439
10.1.2. Registros ..................................................................................................................................441
10.1.3. Vínculos. ..................................................................................................................................442
10.1.4. Códigos Usados. ......................................................................................................................445
10.1.5. Presentación de la Información ...............................................................................................445 10.1.5.1 Reportes ..........................................................................................................................................445
10.1.5.2 Verificación de la Administración ..................................................................................................446
10.2. SISTEMA DE MARCACIÓN O ROTULACIÓN Y CÓDIGO DE COLORES. .............................................449
10.2.1. Rotulación................................................................................................................................449
10.2.2. Marquillas Recomendadas ......................................................................................................450 10.2.2.1 Elementos de Cableado Horizontal .................................................................................................450
10.2.2.1.1 Cable UTP ..................................................................................................................................450
10.2.2.1.2 Gabinete de Telecomunicaciones ...............................................................................................450
10.2.2.2 Elementos de Cableado para Backbone ..........................................................................................450
10.2.2.2.1 Cable UTP ..................................................................................................................................450
10.2.2.2.2 Bandeja Portacable .....................................................................................................................451
xiii
10.2.2.2.3 Canaleta Metálica .......................................................................................................................451
10.2.3. Código de Colores. ..................................................................................................................451 10.2.3.1 Reglas del Código de Colores. ........................................................................................................452
10.2.3.2 Código de Colores para Fibra Óptica ..............................................................................................453
10.2.3.3 Código de Colores Cables Par Trenzado .........................................................................................453
11. PRUEBAS Y CERTIFICACIÓN .....................................................................................................456
11.1. PRUEBA AL CABLEADO DE COBRE ...............................................................................................456
11.1.1. Prueba de Continuidad ............................................................................................................457
11.1.2. Probadores de Cables .............................................................................................................459 11.1.2.1 Configuración .................................................................................................................................460
11.1.2.2 Calibración ......................................................................................................................................462
11.1.2.3 Calibración VNP ............................................................................................................................462
11.1.3. Desempeño del Probador ........................................................................................................463 11.1.3.1 Precisión .........................................................................................................................................463
11.1.3.2 Adaptadores de Interfaz ..................................................................................................................465
11.1.3.3 Localización de Averías ..................................................................................................................466
11.2. PRUEBA AL CABLEADO DE FIBRA ÓPTICA ....................................................................................468
11.2.1. Pruebas de PreInstalación ....................................................................................................468
11.2.2. Pruebas de Aceptación ............................................................................................................469
11.2.3. Pruebas de Mantenimiento Preventivo ....................................................................................470 11.2.3.1 Localización de Averías ..................................................................................................................471
11.2.4. Uso de la Fuente y Medidor de Potencia Óptica .....................................................................472
11.2.5. Acopladores y Conectores .......................................................................................................473 11.2.5.1 Consensos Administrativos .............................................................................................................474
11.2.5.2 Limpieza del Conector ....................................................................................................................474
11.2.5.3 Limpieza de los Acoples .................................................................................................................474
11.2.5.4 Atenuación en las Ramas de Fibra ..................................................................................................475
11.2.5.5 Calibración ......................................................................................................................................476
11.2.5.6 Lecturas de Referencia ....................................................................................................................479
11.2.5.7 Mediciones en el Ramal de Fibra ....................................................................................................479
11.2.5.8 Hoja de Reporte de Atenuaciones ...................................................................................................480
11.3. USO DEL OTDR ...........................................................................................................................484 11.3.1.1 Operación del OTDR ......................................................................................................................484
11.3.1.1.1 Scattering Rayleigh ....................................................................................................................485
11.3.1.1.2 Reflexión Fresnel .......................................................................................................................485
11.3.1.1.3 Fuente Láser ...............................................................................................................................485
11.3.1.1.4 Acoplador/Bifurcador.................................................................................................................485
11.3.1.1.5 Sección del sensor Óptico ..........................................................................................................485
11.3.1.1.6 Sección del Controlador .............................................................................................................486
11.3.1.1.7 Sección de Pantalla ....................................................................................................................487
11.3.1.2 Especificaciones de un OTDR ........................................................................................................487
11.3.1.2.1 Rango Dinámico.........................................................................................................................487
11.3.1.2.2 Zona Muerta ...............................................................................................................................488
11.3.1.2.3 Importancia de la Zona Muerta ..................................................................................................488
11.3.1.2.4 Resolución ..................................................................................................................................489
11.3.1.2.5 Precisión y Linealidad ................................................................................................................490
11.3.1.2.6 Longitud de Onda .......................................................................................................................491
11.3.1.3 Operación del OTDR ......................................................................................................................492
11.3.1.3.1 Configuración .............................................................................................................................492
11.3.1.3.2 Tipo de Fibra ..............................................................................................................................492
11.3.1.3.3 Longitud de Onda .......................................................................................................................492
11.3.1.3.4 Parámetros de Medida ................................................................................................................493
11.3.1.3.5 Rango de Distancia ....................................................................................................................493
11.3.1.3.6 Resolución ..................................................................................................................................493
11.3.1.3.7 Ancho del Pulso .........................................................................................................................494
11.3.1.3.8 Procesamiento ............................................................................................................................494
11.3.1.4 Interpretación de un gráfico OTDR ................................................................................................495
11.3.1.4.1 Localización de Fallas ................................................................................................................495
11.3.1.4.2 Medida de las Distancias ............................................................................................................496
11.3.1.4.3 Medida de las Pérdidas ...............................................................................................................496
xiv
11.3.1.4.3.1 Pérdidas Totales .................................................................................................................496
11.3.1.4.3.2 Pérdidas por Sección ..........................................................................................................496
11.3.1.4.3.3 Pérdidas por Empalmes ......................................................................................................496
11.3.1.4.4 Factor de Calidad [dB/Km] ........................................................................................................497
11.3.1.4.5 Reflectancia ................................................................................................................................498
11.3.1.5 Problemas en la Medición ...............................................................................................................499
11.3.1.5.1 Cortes NoReflectivos ...............................................................................................................499
11.3.1.5.2 Ganancia en Empalmes ..............................................................................................................499
11.3.1.5.3 Reflexión Espectral ....................................................................................................................500
12. GLOSARIO .......................................................................................................................................502
CONCLUSIONES .........................................................................................................................................515
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................................................519
ÍNDICE ALFABÉTICO ...............................................................................................................................524
xv
LLIISSTTAA DDEE TTAABBLLAASS
Pág.
Tabla 1.1: TAREAS DE LAS CAPAS DEL MODELO OSI .......................................................................................21 Tabla 1.2: CORRESPONDENCIA DE NIVELES EMPLEADOS POR LA IEEE EN EL MODELO OSI ..............................21 Tabla 1.3: ANCHO DE BANDA DE ALGUNAS SEÑALES ANÁLOGAS ......................................................................39 Tabla 2.1: CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES DE COBRE DEL CABLE UTP ............................................70 Tabla 2.2: CARACTERÍSTICAS DEL AISLAMIENTO USADO EN CABLES DE COMUNICACIONES ................................72
Tabla 2.3: CÓDIGO DE COLORES CABLE UTP DE 100 ...................................................................................73
Tabla 2.4: CÓDIGO DE COLORES CABLE STP DE 150 ...................................................................................74 Tabla 2.5: CABLES DE PAR TRENZADO COMÚNMENTE EMPLEADOS EN LA INSTALACIÓN DE REDES LAN .............74 Tabla 2.6: PÉRDIDAS SRL MÁXIMAS EN TRAMOS DE 100M, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A ................................76 Tabla 2.7: USO DE LOS CABLES DE PAR TRENZADO DE COBRE (ANCHO DE BANDA) .........................................81
Tabla 2.8: VALORES MÁXIMOS DE ATENUACIÓN PARA TRAMOS DE 100m UTP 100, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A ........................................................................................................................................83
Tabla 2.9: VALORES MÁXIMOS DE ATENUACIÓN PARA TRAMOS DE 100m DE STP 150, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A ........................................................................................................................................84
Tabla 2.10: VALOR DE PÉRDIDAS NEXT PARA TRAMOS DE 100m UTP 100, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A ......................................................................................................................................................85
Tabla 2.11: VALOR DE PÉRDIDAS NEXT PARA TRAMOS DE 100m STP 150, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A ......................................................................................................................................................85
Tabla 2.12: VALORES CARACTERÍSTICOS DE ATENUACIÓN Y PÉRDIDAS PARA TRAMOS DE 100m UTP
100 CAT 5e Y 6, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A Y FABRICANTES ..........................................................86 Tabla 2.13: USOS TÍPICOS DEL CABLE COAXIAL ..............................................................................................89 Tabla 2.14: EMPLEO DE CABLES COAXIALES EN SISTEMAS ANÁLOGOS ..............................................................90 Tabla 2.15: EMPLEO DE CABLES COAXIALES EN SISTEMAS DIGITALES ...............................................................90 Tabla 2.16: DIMENSIONES DE LOS CABLES COAXIALES, SEGÚN RECOMENDACIÓN ITU G.621, G.622 y
G.623 .....................................................................................................................................................96 Tabla 2.17: PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS EN LAS F.O .............................................................................107 Tabla 2.18: TOLERANCIAS VÁLIDAS PARA LOS PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE LA F.O, SEGÚN
RECOMENDACIÓN DE LA ITU ..................................................................................................................112 Tabla 2.19: ANCHO DE BANDA CARACTERÍSTICO PARA UNA FIBRA MULTIMODO DE 50/125 ...............................124 Tabla 2.20: COMPOSICIÓN DE FIBRAS DE ALTA CALIDAD Y DE VIDRIO ............................................................126 Tabla 2.21: APLICACIONES DE LAS FIBRAS ÓPTICAS ......................................................................................127 Tabla 2.22: CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DE LAS FIBRAS MULTIMODO, SEGÚN RECOMENDACIÓN
ITU G.651 ............................................................................................................................................128 Tabla 2.23: CLASIFICACIÓN DE LAS F.O. DE ACUERDO A LAS DIMENSIONES NÚCLEO/REVESTIMIENTO .............134 Tabla 2.24: CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS F.O. ...............................................................................136 Tabla 3.1: VALORES DE LA ATENUACIÓN EN CONECTORES TIPO UTP ............................................................154 Tabla 3.2: VALORES DE LA ATENUACIÓN EN CONECTORES TIPO STP ............................................................154 Tabla 3.3: VALORES DE PÉRDIDAS NEXT PARA CONECTORES DE AR TRENZADO ............................................155 Tabla 3.4: CONFIGURACIÓN DE SEÑALES EN LOS PINES DE UN CONECTOR UTP .............................................156
Tabla 3.5: CONFIGURACIÓN DE LOS EXTREMOS DE UN PATCHCORD , SEGÚN PROPUESTA EIA/TIA
T568AT568B .....................................................................................................................................157 Tabla 3.6: CONECTORES TERMINALES USUALES PARA LAS TERMINACIONES DE FIBRA ÓPTICA ........................200 Tabla 3.7: DIFERENTES TIPOS DE CONECTORES Y SUS APLICACIONES ...........................................................200
xvi
Tabla 3.8: ESQUEMAS DE CONECTORES TERMINALES PARA FIBRA ÓPTICA: ....................................................201 Tabla 4.1: CÓDIGOS UTILIZADOS EN ALGUNAS DE LAS TECNOLOGÍAS ETHERNET .............................................250
Tabla 4.2: EJEMPLO DE TRANSMISIÓN A 4Mbps EN LA TOKENRING ..............................................................277
Tabla 4.3: EJEMPLO DE TRANSMISIÓN A 16Mbps EN LA TOKENRING ............................................................277 Tabla 4.4: PLANTEAMIENTO DE NECESIDADES Y SOLUCIONES EN LA AMPLIACIÓN DE UNA RED ........................321 Tabla 5.1. TIEMPOS DE REPARACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE RED .................................................340 Tabla 6.1: DISTANCIAS MÁXIMAS PARA EL CABLEADO VERTICAL ....................................................................353 Tabla 8.1: SEPARACIÓN MÍNIMA RECOMENDADA ENTRE LÍNEAS DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA Y CABLES DE
DATOS UTP ..........................................................................................................................................396 Tabla 8.2: CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA CONDUIT ........................................................................400 Tabla 8.3: DIMENSIONAMIENTO DE LAS CAJAS DE EMPALME Y HALADO, DEPENDIENDO DE LA TUBERÍA
CONDUIT ...............................................................................................................................................402 Tabla 8.4: DIMENSIONAMIENTO DE LAS CAJAS DE EMPALME Y HALADO, DEPENDIENDO DEL CABLE ...................402 Tabla 10.1: REGISTRO CONCEPTUAL DE CABLES ..........................................................................................442 Tabla 10.2: EJEMPLO DE UN REPORTE DE CABLES ........................................................................................446 Tabla 10.3: SUMARIO DE REGISTROS DE ELEMENTOS ...................................................................................446 Tabla 10.4: CÓDIGOS NORMALIZADO DE COLORES PARA CABLES DE FIBRA ÓPTICA .......................................453 Tabla 10.5: CÓDIGOS NORMALIZADO DE COLORES PARA CABLES PAR TRENZADO..........................................454 Tabla 11.1: VALORES DEL VNP EN ALGUNOS CABLES COMERCIALES .............................................................463
Tabla 11.2: VALORES MÁXIMOS DE ATENUACIÓN PARA CANALES DE 90m UTP 100, SEGÚN NORMA
EIA/TIA 568A; LA LONGITUD DE LOS PATCHCORDS ES HASTA 10m ......................................................465
Tabla 11.3: VALORES DE PÉRDIDAS NEXT PARA CANALES DE 90m UTP 100, SEGÚN NORMA EIA/TIA
568A; LA LONGITUD DE LOS PATCHCORDS ES HASTA 10m ....................................................................465 Tabla 11.4: PROCEDIMIENTO PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN LA MEDICIÓN .............................................466
Tabla 11.5: VALORES MÁXIMOS DE ATENUACIÓN PARA CANALES DE 90m UTP 100, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A; LA LONGITUD DE LOS PATCH-CORDS ES HASTA 10m .......................................................481
Tabla 11.6: VALORES DE PÉRDIDAS NEXT PARA CANALES DE 90m UTP 100, SEGÚN NORMA EIA/TIA 568A; LA LONGITUD DE LOS PATCH-CORDS ES HASTA 10m.....................................................................481
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LLIISSTTAA DDEE IILLUUSSTTRRAACCIIOONNEESS
Pág.
Figura 1.1. Diagrama general de Bloque de comunicación de datos ............................................................ 6 Figura 1.2. Modelo Simplificado de Redes .................................................................................................... 9 Figura 1.3. Esquema de transmisión en una comunicación ........................................................................12 Figura 1.4. Red Punto a Punto .....................................................................................................................13 Figura 1.5. Red Multipunto ...........................................................................................................................14 Figura 1.6. Esquema de probables modalidades de transmisión ................................................................14 Figura 1.7. Red y arquitectura de Protocolos ...............................................................................................19 Figura 1.8. Protocolos en una arquitectura simplificada ..............................................................................20 Figura 1.9. Comunicación entre Sistemas ...................................................................................................23 Figura 1.10. Compilación del Protocolo TCP/IP ...........................................................................................28 Figura 1.11. Señales Continuas y Discretas en el tiempo ...........................................................................32 Figura 1.12. Suma de componentes en frecuencia .....................................................................................34 Figura 1.13. Efecto del Ancho de Banda en señales Digitales ....................................................................38
Figura 1.14. Codificación NRZL .................................................................................................................49 Figura 1.15. Codificación Manchester ..........................................................................................................50 Figura 1.16. Codificación Manchester Diferencial ........................................................................................50
Figura 1.17. Codificación MLT3 .................................................................................................................51 Figura 1.18. Esquema A.M (ASK) ................................................................................................................52 Figura 1.19. Esquema F.M (FSK) ................................................................................................................52 Figura 1.20. Esquema P.M (PSK) ................................................................................................................53 Figura 2.1. Línea de Transmisión de dos conductores paralelos ................................................................59 Figura 2.2. Elementos Circuitales ................................................................................................................60 Figura 2.3. Modelo de Línea de Transmisión compuesto de secciones cortas conectadas en serie .........60 Figura 2.4. Secciones conectadas en serie que forman una línea de parámetros distribuidos ..................60 Figura 2.5.a. Red en cascada de una línea de transmisión .........................................................................61 Figura 2.5.b. Equivalente de una red de transmisión...................................................................................61 Figura 2.6. Impedancia Característica vs Frecuencia ..................................................................................62
Figura 2.7.a. Comportamiento de la corriente ante un escalón de 2V en una línea de 96 .......................63 Figura 2.7.b. Circuito de Prueba ..................................................................................................................63
Figura 2.8.a. Corriente de entrada con tr>2 ...............................................................................................64 Figura 2.8.b. Circuito de Prueba ..................................................................................................................64 Figura 2.9. Cables UTP ................................................................................................................................66 Figura 2.10. Cable Par Trenzado no Blindado .............................................................................................66 Figura 2.11.a. Cable Plano ...........................................................................................................................67 Figura 2.11.b. Cable Redondo .....................................................................................................................67 Figura 2.12. Esquema de un multicable y de un par trenzado ....................................................................68 Figura 2.14.a. Tipos de Blindaje...................................................................................................................71 Figura 2.14.b. Pares Blindados Individuales ................................................................................................72 Figura 2.15. Esquema de Aplicación del Par Trenzado e inmunidad al Ruido ............................................81
Figura 2.16. Cociente Atenuación Crosstalk (ACR) ..................................................................................88 Figura 2.17. Cable Coaxial ...........................................................................................................................89 Figura 2.18 Conformación física de la Fibra Óptica ...................................................................................102 Figura 2.19. Modos posibles en una fibra ..................................................................................................104 Figura 2.20. Dispersión de la luz en la Fibra óptica ...................................................................................105
xviii
Figura 2.21. Reflexión y refracción de la luz ..............................................................................................106 Figura 2.22. Reflexión total de la luz ..........................................................................................................107 Figura 2.23. Apertura Numérica de una F.O ..............................................................................................108
Figura 2.24. Atenuación en una fibra: Nótese la menor atenuación en = 850nm y = 1300nm ...........114 Figura 2.25. Dispersión Modal en una F.O ................................................................................................116
Figura 2.26. Coeficiente de dispersión del material, M )( . ......................................................................117
Figura 2.27. Pérdidas Scattering Rayleigh en la Fibra Óptica ...................................................................119 Figura 2.28. Dispersión de señales transmitidas en una F.O. ...................................................................122 Figura 2.29. Distribuciones del impulso en recepción................................................................................123 Figura 2.30. Fibras para enlaces de larga distancia en fibras MM de índice gradual y SM. .....................125 Figura 2.31. Fibras MM para enlaces de distancia media y redes de abonado de banda ancha. ............126 Figura 2.32. Fibras de corta distancia y baja velocidad .............................................................................127 Figura 2.33. Corte Transversal en Fibra Multimodo...................................................................................128 Figura 2.34. Propagación y perfil del índice de refracción en fibras S.I. ...................................................129 Figura 2.35. Enfoque de los rayos en la fibra S.I. ......................................................................................130 Figura 2.36. Propagación y perfil de índice en las fibras I.G. ....................................................................132 Figura 2.37. Conductor de fibra óptica Monomodo ....................................................................................133 Figura 2.38. Fibra óptica de estructura holgada ........................................................................................137 Figura 2.39. Fibra óptica de estructura ajustada ........................................................................................139 Figura 2.40. Fibra óptica de figura en 8 .....................................................................................................140 Figura 2.41. Fibra óptica cable blindado ....................................................................................................141 Figura 3.1. Acabado de un conjunto de terminaciones en un rack ............................................................150
Figura 3.2. Conector RJ45 para cableado estructurado ..........................................................................152 Figura 3.3. Terminal hembra para conector de cable UTP ........................................................................152 Figura 3.4. Tipos de conectores disponibles para las áreas de trabajo.....................................................153 Figura 3.5. Conectores macho y hembra para cable blindado (STP) ........................................................153 Figura 3.6. Uso de conectores para optimizar el área de trabajo ..............................................................153 Figura 3.7.a. Apareamiento correcto ..........................................................................................................156 Figura 3.7.b. Apareamiento incorrecto .......................................................................................................156
Figura 3.8. Disposición SSttrraaiigghhttTThhrruu de los alambres de UTP en conector RJ45 ...................................156 Figura 3.9. Disposición CCrroossssoovveerr de los alambres de UTP en conector RJ45 ........................................157 Figura 3.10. Disposiciones de Apareamiento entre terminales de un mismo cable UTP ..........................158 Figura 3.11. Pinza Crimpadora para adaptar los terminales de cables UTP en conector RJ45 ...............158 Figura 3.12. Secuencia a seguir al insertar un conector a un cable de par trenzado ................................159 Figura 3.13. Bloques de punzones y borneras para conexión de Par Trenzado .......................................161 Figura 3.14. Típica herramienta (66/110) para punzones de terminales UTP ...........................................161 Figura 3.15. Bloque Tipo 66 .......................................................................................................................162 Figura 3.16. Soportes estilo 89 ..................................................................................................................162 Figura 3.17. Bloque Tipo 110 .....................................................................................................................163 Figura 3.18. Detalle de la instalación del cableado UTP en hardware tipo 110. Obsérvese la debida
marcación. ...........................................................................................................................................163 Figura 3.19. Acabado de instalación de cable UTP en Hardware 110. .....................................................164 Figura 3.20. Bloque Estilo BIX ...................................................................................................................164 Figura 3.21. Disposición de cable montado en el panel administrador, tipo BIX .......................................165 Figura 3.22. Bloque Tipo LSA ....................................................................................................................165
Figura 3.23. PatchPanel ...........................................................................................................................166 Figura 3.24. Conector universal para salida al área de trabajo .................................................................166 Figura 3.25. Ubicación de canaletas doble propósito en las áreas de trabajo. .........................................167 Figura 3.26. Salidas a las áreas de trabajo debidamente rotuladas. .........................................................167 Figura 3.27. Conector Cable Coaxial, Tipo BNC .......................................................................................168 Figura 3.28. Conector Cable Coaxial, Tipo BNC .......................................................................................169 Figura 3.29. Conector Cable Coaxial, Macho en T ...................................................................................169 Figura 3.30. Conector Cable Coaxial .........................................................................................................170 Figura 3.31. Herramienta para preparación de Conectores Coaxiales......................................................171 Figura 3.32. Pines y seguros para Conectores Coaxiales .........................................................................171
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Figura 3.33. Cámara de Empalme en Línea, ubicada en un rack horizontal .............................................172 Figura 3.34. Apertura de un empalme con las uniones para las chaquetas instaladas ............................173 Figura 3.35. Empalme en Línea .................................................................................................................173 Figura 3.36. Empalme de Pliegue Trasero ................................................................................................173 Figura 3.37. Conector Modular ...................................................................................................................174 Figura 3.38. Remoción de la chaqueta en el cable, de acuerdo a las marcas establecidas .....................175 Figura 3.39. Apertura de la chaqueta, con envoltura del núcleo y cinta plástica aislante del blindaje ......175 Figura 3.40. Apertura de la chaqueta con conectores al blindaje, cinta conductora y manga aislante .....176 Figura 3.41. Montaje del tubo de soporte ..................................................................................................176 Figura 3.42. Posición de la cabeza de empalme de los diferentes grupos (Vista superior) ......................177 Figura 3.43. Pares trenzados que son colocados en el cabezote del empalme .......................................177 Figura 3.44. Crimpadora que se coloca en el cabezote del empalme .......................................................178 Figura 3.45. Cable que se empalma ..........................................................................................................178 Figura 3.46. Empalme que se ha envuelto en polietileno y con las respectivas tapas ..............................178 Figura 3.47. Pérdidas extrínsecas en Empalmes de Fibra Óptica .............................................................179 Figura 3.48. Pérdidas intrínsecas en Empalmes de Fibra Óptica ..............................................................180 Figura 3.49. Empalmadora por fusión para Fibra Óptica con pantalla, marca Fujikura ............................181 Figura 3.50. Empalme por fusión en Fibra Monomodo ..............................................................................183
a. Alineación ...................................................................................................................................183 b. Precalentamiento .......................................................................................................................183 c. Fusión .........................................................................................................................................183 d. Fibra Soldada .............................................................................................................................183
Figura 3.51. Splice mecánico para Fibra Óptica ........................................................................................185 Figura 3.52. Limpieza con alcohol isopropil 99%. .....................................................................................189 Figura 3.53. Remoción de la cubierta de la fibra .......................................................................................189 Figura 3.54. Ajuste de la empalmadora de fusión.....................................................................................190 Figura 3.55. Proceso de empalme de fibras ópticas ..................................................................................190 Figura 3.56. Ejemplos de empalmadoras mecánicas ................................................................................191 Figura 3.57. Herramienta empalmadora mecánica ....................................................................................191 Figura 3.58. Carga de la empalmadora mecánica. ...................................................................................192 Figura 3.59. Remoción de la cubierta de la fibra .......................................................................................192 Figura 3.60. Limpieza con alcohol isopropil 99%. ......................................................................................192 Figura 3.61. Inserción de la fibra ...............................................................................................................193 Figura 3.62. Cierre de la empalmadora mecánica ....................................................................................193 Figura 3.63. Elaboración y protección del empalme de F.O ......................................................................194 Figura 3.64. Conector de haz expandido ...................................................................................................196 Figura 3.65. Conformación del conector de haz expandido ......................................................................196 Figura 3.66. Conformación del conector de alineación por Virola .............................................................197 Figura 3.67. Partes que conforman un conector ST y SC de Fibra óptica ................................................199
Figura 3.68. PigTail de Fibra Óptica.........................................................................................................201 Figura 3.69. Terminación sin caja ..............................................................................................................203 Figura 3.70. Terminación en caja de empalmes ........................................................................................204 Figura 3.71. Terminación en panel de conexiones. ...................................................................................205 Figura 3.72.Terminación del cable en panel de conexiones. .....................................................................207 Figura 3.73. Conectores frecuentes para Fibra óptica ...............................................................................207 Figura 3.74. Remoción de la cubierta protectora de la F.O .......................................................................208 Figura 3.75. Recorte inicial de 4cm ............................................................................................................208 Figura 3.76. Limpieza de la fibra con alcohol isopropil 99% ......................................................................209 Figura 3.77. Aplicación de pegante epoxi en el extremo de la fibra ..........................................................209 Figura 3.78. Colocación del conector a la fibra ..........................................................................................209 Figura 3.79. Ajuste de la férrula de fijación ................................................................................................209 Figura 3.80. Marcación de la fibra con bisturí especial ..............................................................................210 Figura 3.81. Remoción de excesos de la fibra ...........................................................................................210 Figura 3.82. Preparación de las plantillas de pulido ..................................................................................210 Figura 3.83. Técnica de pulido ...................................................................................................................211 Figura 3.84. Horno de curado ....................................................................................................................211
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Figura 3.85. Instalación de la bandeja de empalmes.................................................................................213 Figura 3.86. Caja de empalmes montada en pared ...................................................................................214 Figura 3.87. Caja de empalmes .................................................................................................................215 Figura 3.88. Panel de conexiones ..............................................................................................................216 Figura 3.89. Frontal y adaptador del panel de conexión ............................................................................217 Figura 4.1 Concepto de Área de trabajo en una red LAN .........................................................................220 Figura 4.2. Uso de Hubs y Multiplexores en redes multipunto ..................................................................227
Figura 4.3. Tarjeta NIC. Obsérvese la capacidad para conectar RJ45, AUI y BNC ................................232 Figura 4.4. Hubs para redes Ethernet ........................................................................................................234 Figura 4.5. Equivalencia de un hub en una red .........................................................................................234 Figura 4.6. Conexión de Hubs en una red .................................................................................................235 Figura 4.7. Función de un Repetidor en el Modelo OSI .............................................................................236 Figura 4.8. Función de un Puente en el Modelo OSI .................................................................................237 Figura 4.9. Función de un Enrutador en el Modelo OSI ............................................................................238 Figura 4.10. Función de las Puertas de Enlace en el Modelo OSI ............................................................239 Figura 4.11. Topología de Red en Bus ......................................................................................................242 Figura 4.12. Topología en Estrella .............................................................................................................243 Figura 4.13. Topología en Anillo ................................................................................................................244
Figura 4.14. Topología Lógica de AnilloEstrella .......................................................................................246 Figura 4.15. Tranceptores para conexiones Ethernet ................................................................................248
a. Duplex/SemiDuplex 100BASEFX ............................................................................................248
b. Duplex/SemiDuplex 10BASEFL ..............................................................................................248
c. 10BASET ...................................................................................................................................248 Figura 4.16. Formato de una trama de red Ethernet..................................................................................249
Figura 4.17. Ethernet 10BASE5 ................................................................................................................252
Figura 4.18. Cableado Estrucuturado del Ethernet 10BASE5 ..................................................................253
Figura 4.19. Ethernet 10Base2 ................................................................................................................253
Figura 4.20. Cableado Estrucuturado de Ethernet 10BASE2 ...................................................................255
Figura 4.21. Canal activo de una TokenRing ...........................................................................................266
Figura 4.22. Esquema configuración de una red TokenRing ...................................................................267 Figura 4.23. Viaje de un Token entre Redes Públicas ...............................................................................268 Figura 4.24. Secuencia de funcionamiento de un Token en una Topología en anillo ...............................269
Figura 4.25. Formato de una trama de red TokenRing ...........................................................................274 Figura 4.26. Configuración General de una Red FDDI ..............................................................................285 Figura 4.27. Topología de red FDDI...........................................................................................................286 Figura 4.28. FDDI como red troncal de varias LAN ..................................................................................287 Figura 4.29. FDDI y el modelo OSI ............................................................................................................288 Figura 4.30. Componentes del TOKEN FDDI ............................................................................................290 Figura 4.31. Formato de la trama FDDI .....................................................................................................292 Figura 4.32. Topología del concentrador Simple .......................................................................................294 Figura 4.33. Topología en anillo dual .........................................................................................................295 Figura 4.34. Topología de árbol de concentradores ..................................................................................296 Figura 4.35. Topología en árbol con anillo dual .........................................................................................297 Figura 4.36. Suiche para aplicaciones ATM ..............................................................................................301 Figura 4.37. Modelo del ATM .....................................................................................................................302 Figura 4.38. Celda ATM .............................................................................................................................305 Figura 4.39. Encabezado de una Celda ATM ............................................................................................306 Figura 4.40. Funcionamiento del suiche ....................................................................................................307 Figura 4.41. Sistema de arquitectura de ATM ...........................................................................................309 Figura 4.42. Red basada en una arquitectura ATM ...................................................................................311 Figura 4.43. Suiche para red Troncal ATM, marca ForeRunner Series ASX-200BX ................................312 Figura 4.44. Troncal o backbone de conexión de LAN's ...........................................................................313 Figura 4.45. ATM como una Troncal de Redes .........................................................................................313 Figura 4.46. Protocolo IP sobre ATM .........................................................................................................318 Figura 4.47. Ejemplo de Ampliación de una red ........................................................................................321
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Figura 4.48. Ampliación de una red: Solución Apropiada ..........................................................................322 Figura 4.49. Ejemplo de Aplicación de las Redes LAN Suicheadas..........................................................323 Figura 4.50. Beneficios de la Creación de Redes Virtuales .......................................................................325 Figura 4.51. Formato del Retardo de Tramas ............................................................................................331 Figura 4.52. Acceso a la red de Retransmisión de Tramas .......................................................................332 Figura 5.1. Curva de Silla para determinación del TMEF ..........................................................................340 Figura 6.1. Componentes de un sistema de Cableado Estructurado, según la EIA/TIA ...........................349 Figura 6.2. Consideración de distancia de la red troncal vertical (Backbone) ...........................................353 Figura 6.3. Distancia del Cableado Horizontal ...........................................................................................355 Figura 6.4. Ubicación del gabinete de comunicaciones .............................................................................356 Figura 6.5. Disposición física de un cuarto de Comunicaciones ...............................................................358 Figura 6.6. Rotulación de conectores en el rack gabinete de comunicaciones .........................................359 Figura 6.7. Ubicación de los rótulos de identificación en los gabinetes y salidas del salón de
equipos ................................................................................................................................................361 Figura 6.8. Disturbios eléctricos en líneas de comunicaciones .................................................................363 Figura 6.9. Conexión externa de puesta a tierra del tablero de interruptores ...........................................364 Figura 6.10. Diagrama Circuital para protección por sobrecorrientes .......................................................366 Figura 7.1. Plano de diseño de una red LAN .............................................................................................373 Figura 8.1. Tablero del enchape en madera que se instala entre esquinas ..............................................382 Figura 8.2. Instalación en la que se emplean pernos o remaches en muros secos ..................................382 Figura 8.3. Enchape en madera que se instala empleando pernos o remaches ......................................383 Figura 8.4. Bandeja portacables en tubo ..................................................................................................384 Figura 8.5. Soportes de techo para la bandeja portacables ......................................................................384 Figura 8.6. Soporte de muro ......................................................................................................................385 Figura 8.7. Doble bandeja portacables con soporte de techo ...................................................................385 Figura 8.8. Poste de retención de cable ....................................................................................................386 Figura 8.9. Bandeja portacables para curvas ............................................................................................386 Figura 8.10. Canaleta para conductor de comunicaciones y fibra óptica. La curvatura interna tiene
un diámetro de 1”. ...............................................................................................................................387 Figura 8.11. Canastilla modular en el plano vertical .................................................................................387 Figura 8.12. Canastilla modular en el plano Horizontal .............................................................................387 Figura 8.13. Ubicación de las bandejas portacables en un gabinete de comunicaciones ........................388 Figura 8.14. Vista isométrica de la instalación de una bandeja portacables .............................................389 Figura 8.15. Instalación típica de los anillos en D ......................................................................................390 Figura 8.16. Bandeja portacables, tipo vertical ..........................................................................................391 Figura 8.17. Conduits en sujetados en canal .............................................................................................391 Figura 8.18. Bushing o abrazadera para puesta a tierra ..........................................................................392 Figura 8.19. Marco frontal de un Rack ......................................................................................................393 Figura 8.20. Cabina para Rack empotrada y con vidrio .............................................................................394 Figura 8.21. Acabado final en el rack de terminaciones, con sus respectivas identificaciones. ...............395 Figura 8.22. Gancho Tipo J ........................................................................................................................398 Figura 8.23. Unión Conduit Tipo Reducción ..............................................................................................398 Figura 8.24. Unión Conduit de Acople Simple ...........................................................................................399 Figura 8.25. Perchas de soporte para tubería Conduit ..............................................................................399 Figura 8.26. Registro de los terminales del cableado, agrupado y marcado en el gabinete de
comunicaciones ..................................................................................................................................400 Figura 8.27. Infrastructura típica de un sistema de tierras para un edificio. .............................................405 Figura 8.28. Bus de Puesta a Tierra General del Edificio (TMGB) ............................................................407 Figura 8.29. Bus de Puesta a Tierra Local en el Edificio (TGB) ................................................................407 Figura 9.1.a. Conexión de Cruce ...............................................................................................................412 Figura 9.1.b. Interconexión .........................................................................................................................412 Figura 9.2. Marcación del área de seguridad .............................................................................................413 Figura 9.3. Carrete ajustado al Jackstand .................................................................................................414 Figura 9.4. Árbol de cables ........................................................................................................................415 Figura 9.5. Poleas ......................................................................................................................................415 Figura 9.6. Pesca o Fishtape para enganchado de cables en conduits ....................................................416
xxii
Figura 9.7. Ejemplo de un plano de piso con símbolos .............................................................................418 Figura 9.8. Equipo de soplado ...................................................................................................................419 Figura 9.9 Equipo de vacío (aspirador) ......................................................................................................420 Figura 9.10. Grapas de viga, Ganchos Tipo J y Anillo de soporte .............................................................421 Figura 9.11. Disposición final de una canaleta para instalación del backbone de la red. .........................422 Figura 9.12. Freno y carrete .......................................................................................................................423 Figura 9.13. Soga de halado unida al cable ...............................................................................................424 Figura 9.14. Polea Bullwheel ......................................................................................................................424 Figura 9.15. Cables asegurados ................................................................................................................425 Figura 9.16. Cable en bandeja para ruta vertical .......................................................................................425 Figura 9.17. Instalación de los anillos en D ...............................................................................................426 Figura 9.18. Acabado final de estructura de anillo en D ............................................................................426 Figura 9.19. Agarres de Malla ....................................................................................................................427 Figura 9.20. Remolcadora ..........................................................................................................................428 Figura 9.21. Aseguramiento de poleas ......................................................................................................428 Figura 9.22. Acabado final del backbone que parte desde el rack ............................................................429 Figura 9.23. Elementos necesarios para instalación de Cableado Horizontal ..........................................430 Figura 9.24. Eslabón ..................................................................................................................................431 Figura 9.25. Innerduct (Ducto Interno) .......................................................................................................432 Figura 9.26. Conducto con cuatro innerducts ............................................................................................433 Figura 9.27. Conexión del Kevlar ...............................................................................................................434 Figura 9.28. Agarre de malla (Mesh grip) multionda con eslabón (Swivel) ...............................................434
Figura 9.29. Instalación de interfaz canaletaconduit, sin innerduct .........................................................434 Figura 9.30. Detalle de la disposición final de fibra óptica en una canaleta ..............................................435 Figura 9.31. Penetración del conducto a través de piso o muro ................................................................437 Figura 9.32. Sellamiento contra incendio de una pared seca ....................................................................437 Figura 9.33. Sellamiento de paredes o pisos con mangas (sleeve) ..........................................................438 Figura 9.34. Penetración de la bandeja en el muro ...................................................................................438 Figura 10.1. Archivos y Registros de Telecomunicaciones .......................................................................442 Figura 10.2. Ejemplo de administración de cableado, según norma EIA/TIA 606 ....................................444 Figura 10.3. Identificación de posiciones individuales en una salida al área de trabajo. ..........................448 Figura 10.4. Marca que representa la salida al área de trabajo. ...............................................................448
Figura 10.5. Ubicación de cintas rotuladoras sobre conectores hembras RJ45 .....................................449 Figura 10.6. Rotulación especial sobre cables del gabinete de telecomunicaciones: Indican el área
de trabajo a la que llegan ....................................................................................................................449 Figura 11.1. Probador o Escáner de Pares, con capacidad para diagnosticar Par Trenzado y
Coaxial ................................................................................................................................................458 Figura 11.2. Montaje del escáner TDR, para medir la longitud de un cable de cobre. ..............................459 Figura 11.3. Probadores de Nivel 2: Fluke DSP100 y Fluke DSP4000 .....................................................460 Figura 11.4. Configuraciones de Prueba para el cableado en cobre.........................................................461
a. Configuración del Enlace Básico ...............................................................................................461 b. Configuración de Conexión por Canal .......................................................................................461
Figura 11.5. Calibración del VNP ...............................................................................................................462 Figura 11.6.a. Región de tolerancia de un medidor convencional .............................................................464
Figura 11.6.b. Caso ilustrativo de interpretación de lecturas (Fluke DSP4000) ......................................464 Figura 11.7. Accesorios adicionales para calibrar el Probador de campo .................................................466
Figura 11.8. Fuente de luz y medidor de potencia óptica Fluke DSPFOM ..............................................468
Figura 11.9. OTDR EXFO, serie IQ7000 .................................................................................................469 Figura 11.10. Fuente óptica tipo monomodo Fluke LS ..............................................................................473 Figura 11.11. Conectores y acopladores apropiados para realizar mediciones de referencia ..................473
a. Acoplador ST .............................................................................................................................473 b. Acoplador SC .............................................................................................................................473
c. PigTail con conectores SCST ................................................................................................473 Figura 11.12. Calibración de los medidores ...............................................................................................475 Figura 11.13. Juego para diagnóstico de fibra óptica ................................................................................476 Figura 11.14. Calibración de los medidores ...............................................................................................476
xxiii
Figura 11.15. Acople de conector al medidor ............................................................................................477
Figura 11.16. Preparación de PigTail .......................................................................................................477 Figura 11.17. Remoción tapa protectora de fuente óptica .........................................................................477 Figura 11.18. Acople de conector a la fuente óptica ..................................................................................478 Figura 11.19. Acopladores de referencia ...................................................................................................478 Figura 11.20. Acoplamiento de conector ...................................................................................................478 Figura 11.21. Acopladores de referencia ...................................................................................................479
Figura 11.22. Conexión del PigTail #1 .....................................................................................................480 Figura 11.23. Gráfica de salida de un OTDR .............................................................................................487 Figura 11.24. Medición de zonas muertas .................................................................................................489 Figura 11.25. Gráfica OTDR que muestra la atenuación en el enlace de Fibra Óptica ............................495 Figura 11.26. Pérdidas en Empalme encontradas mediante Mínimos Cuadrados ...................................497 Figura 11.27. Aparente Ganancia en un Empalme ....................................................................................500 Figura 11.28. Reflexión espectral...............................................................................................................501
xxiv
RREESSUUMMEENN
Este trabajo de grado propone una guía técnica para la instalación de cableado en cobre
(Coaxial, UTP y STP) y en fibra óptica, como el medio de transmisión de comunicaciones
en edificios. Ésta describe aspectos asociados con los elementos que conforman el
sistema de cableado estructurado (Cableado Horizontal, Backbone, Rutas y Accesos,
Administración, Áreas de Trabajo, etc.) y establece criterios de selección, instalación,
administración, dimensionamiento y certificación del medio de transmisión, con lo que se
posibilita la elaboración de procedimientos, los cuales guían paso a paso al usuario. De
esta manera se cauciona la satisfactoria puesta en marcha del medio de transmisión.
Se toma como referencia la normalización expedida por la EIA/TIA en sus documentos
568A, 569, 570, 606, para los sistemas de cableado estructurado, la ITU en sus
recomendaciones G612, G613, G621, G657 para la descripción de los medios de
transmisión y la IEEE (802.3, 802.5) para las redes de comunicaciones. Adicionalmente,
se tiene en cuenta el análisis de variadas fuentes bibliográficas, consultas en Internet,
textos y revistas asociados al tema, así como conceptos y recomendaciones de personas
expertas en el tema.
El manual sugiere que un sistema de comunicaciones de edificios, para su adecuado
desempeño, debe cumplir requisitos de seguridad, flexibilidad, confiabilidad y debe ser
adaptable a nuevas tecnologías para maximizar su aprovechamiento, conforme sean las
expectativas del lector.
xxv
AABBSSTTRRAACCTT
An instalation technical guide for structured cabling (Coaxial, UTP and STP) and fiber
optics, is proposed in this thesis, considering them as the transmission media for
communications inside buildings. Herein are exposed basics associated with elements that
correspond to the structured cabling system (Horizontal Cabling, Backbone, Pathways and
facilities, Administration, Work Areas, etc). Besides, criteria of both selection, instalation,
administration, proportioning and certification for the transmission media, are exposed.
Hence, setting up these procedures, the reader is fully guided step by step. This way
transmission media can be circumspected, so it can be performed.
The EIA/TIA’s issued standards 568A, 569, 570, 606 for structured cabling systems is
taken as a reference, as well as ITU’s recomendations G612, G613, G621, G657 for
media characterization, and IEEE’s standards 802.3 and 802.5 for communication
networks. Likewise, analysing of several reference works, Internet consulting, papers and
comparable magazines has been made. In adition, experts recommendations are also
considered.
This manual suggests that the building’s communication system (In order to have properly
performing), needs to comply both security, flexibility and durability requirements.
Furthermore, it gets to be adaptable to new technologies in order to emphasize its
operation, according to the reader’s expectations.
1
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN
Las comunicaciones se han convertido en uno de los sectores de la ingeniería que
experimentan mayores cambios; por tanto, las estructuras y sus respectivos enlaces
deben ser flexibles y de alta calidad, adecuándose debidamente a los servicios para los
que fueron diseñados sin perder vigencia.
Los computadores son una potente herramienta de trabajo que permiten a sus usuarios
ser más creativos y productivos. Gracias a los beneficios del trabajo en grupo, las
personas están en capacidad de compartir información, enviar mensajes de correo
electrónico y compartir recursos como impresoras, fax, unidades de disco duro, etc., todo
esto mediante una red. El aumento de los servicios de red, el surgimiento de nuevas
marcas de fabricantes y proveedores motivan la creación de estándares y normas que
regulan el cableado y las redes de comunicaciones en edificios. La estandarización
mediante reglas bien definidas requiere de la intervención de personal calificado en
aspectos como la selección, instalación, certificación y puesta en marcha del sistema de
transmisión de comunicaciones.
La necesidad de una guía que pueda ser empleada como texto de referencia para
personas involucradas en el tema de cableado estructurado y su respectiva instalación,
conlleva a la elaboración de este libro.
Es importante conocer qué se va a transmitir y cómo se va a transmitir, ya que de esto
depende en gran medida el desempeño del medio. Por este motivo se preparan algunos
capítulos que proporcionan al usuario fundamentos adecuados en sistemas de
comunicaciones, sus redes, sus elementos constitutivos y su respectivo funcionamiento.
La industria ha proporcionado normas como la TIE/EIA 568A, TIA/EIA 606, etc., que
detallan requerimientos específicos, pero estas no proporcionan un marco de trabajo
apropiado para personas principiantes en diversos temas (medios de transmisión
empleados, su administración, su manipulación, etc.)
2
En este libro también se justifican las pautas técnicas que permiten la selección de los
medios de transmisión, se justifican criterios de identificación, de certificación,
procedimientos de documentación, y criterios de dimensionamiento y proyección de los
medios; pautas y criterios establecidos en el primer tomo de este Trabajo Dirigido de
Grado (en el primer libro se remite al usuario de la guía a un capítulo específico del
segundo libro para un mejor entendimiento en caso de ser necesario).
El siguiente esquema ubica al usuario en el manejo de esta guía y presenta los temas
tratados a lo largo del TDG, también muestra la importancia de cada uno de los capítulos
tratados para una exitosa instalación.
3
Capítulo 1
Transmisión de
datos
Capítulo 4
Redes de
transmisión
Capítulo 6
Normas y
cableado
Capítulo 2
Medios de
Transmisión
Capítulo 3
Conectores y
Terminaciones
Conocimiento de medio, las normas que regulan el
cableado y su hardware asociado, caracteristicas
eléctricas y mecánicas, anchos de banda,
interferencias involucradas con cada medio.
Capítulo 5
Identificación de
necesidades
Conocimiento y conceptualización
de los Sistemas de
Comunicaciones
Caracterización del medio y de la señal.
Se conoce qué se va a transmitir, como y
porque medio de transmisión
Capítulo 7
Planeación de la instalación
Capítulos 8, 9, 10 y 11
Instalación de los medios de transmisión
El capítulo 1 sobre transmisión de datos, abarca temas relacionados con las tecnologías
de transmisión y características de las señales
El segundo capítulo comprende características eléctricas y mecánicas, pérdidas e
interferencias involucradas con cada medio de transmisión, entre otras. El capítulo 3
incluye elementos y dispositivos que permiten realizar las conexiones y terminaciones de
cada medio de transmisión y su respectivo hardware; se indican los procedimientos para
ejecutar dichas tareas de una forma ordenada.
4
El capítulo 4 concibe explicaciones acerca de las redes de comunicación, su
dimensionamiento, sus alcances y funcionamiento.
El quinto capítulo presenta al usuario los posibles servicios que puede implementar en su
edificio. El capítulo 6 explica los contenidos de la normatividad expedida por la TIA/EIA
concerniente al cableado estructurado y sus diversos componentes. El capítulo 7 abarca
información referente a la planeación y alcance del trabajo de montaje de los medios de
transmisión y de la red como tal.
Los capítulos 8, 9 y 10 guían paso a paso al lector sobre como realizar la instalación de
los medios de transmisión para un sistema de comunicaciones, también se exponen los
diferentes dispositivos utilizados para la instalación de los medios de transmisión.
El capítulo 11 se refiere a las pruebas que se le realizan al sistema.
Adicionalmente, se relaciona un glosario con la terminología común en el lenguaje de las
redes internas.
5
11.. TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS
En su configuración más simplificada, la comunicación de datos se realiza entre dos
dispositivos conectados directamente por algún medio de transmisión punto a punto. Sin
embargo, en algunas situaciones es innecesario que los dos dispositivos estén
directamente conectados, por alguna (o ambas) de las siguientes razones:
Los dispositivos están muy alejados. En este caso no estaría justificado, por ejemplo,
utilizar un enlace dedicado entre los dos dispositivos.
Existe un conjunto de dispositivos en el que todos ellos necesitan conectarse con los
demás en instantes de tiempo diferentes. Un ejemplo de esta necesidad es la red
telefónica mundial, o el conjunto de computadores pertenecientes a una compañía.
Salvo el caso en que el número de dispositivos sea pequeño, no es práctico utilizar
un enlace entre cada dos.
La solución a este problema es conectar cada dispositivo a una red de comunicación.
Con el desarrollo de las técnicas digitales y la necesidad del tratamiento eficaz de la
información hacia y desde sistemas de procesamiento de datos, se ha desarrollado la
transmisión de señales binarias de alta velocidad.
11..11.. EELLEEMMEENNTTOOSS DDEE UUNN SSIISSTTEEMMAA DDEE CCOOMMUUNNIICCAACCIIÓÓNN
El objetivo principal de todo sistema de comunicaciones es intercambiar información entre
dos entidades. La figura 1.1 muestra un ejemplo particular de comunicación entre una
estación de trabajo y un servidor a través de una red telefónica pública. Otro posible
ejemplo es el intercambio de señales de voz entre dos teléfonos a través de la misma red
anterior. Los elementos clave en este modelo son los siguientes:
6
Figura 1.1. Diagrama general de Bloque de comunicación de datos
LLAA FFUUEENNTTEE: Este dispositivo genera los datos a transmitir: por ejemplo teléfonos o
computadores personales.
EELL TTRRAANNSSMMIISSOORR: Normalmente los datos generados por la fuente no se transmiten
directamente como son generados. Al contrario, el transmisor transforma y codifica la
información produciendo señales electromagnéticas susceptibles de ser transmitidas a
través de algún sistema de transmisión. Por ejemplo, un módem convierte las cadenas de
bits generadas por un computador personal y los transforma en señales analógicas que
pueden ser transmitidas a través de la red telefónica.
EELL SSIISSTTEEMMAA DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN: Que puede ser desde una simple línea de transmisión hasta
una compleja red que conecte la fuente con el destino.
EELL RREECCEEPPTTOORR:: Que acepta la señal proveniente del sistema de transmisión y la convierte
de tal manera que pueda ser manejada por el dispositivo destino. Por ejemplo, un módem
aceptará la señal analógica de la red o línea de transmisión y la convertirá en una cadena
de bits.
EELL DDEESSTTIINNOO:: Que toma los datos del receptor.
11..11..11.. TTAARREEAASS DDEE UUNN SSIISSTTEEMMAA DDEE CCOOMMUUNNIICCAACCIIÓÓNN
El modelo de un sistema de comunicaciones contiene elementos que representan tareas
a diferentes “niveles” en el sistema. Entere ellos se enumeran las siguientes tareas en los
sistemas de comunicación.
7
UUTTIILLIIZZAACCIIÓÓNN DDEELL SSIISSTTEEMMAA DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN:: Corresponde a la necesidad de optimizar el
uso de los recursos utilizados en la transmisión, los cuales se suelen compartir entre una
serie de dispositivos de comunicación. La capacidad total del medio de transmisión se
reparte entre los distintos usuarios haciendo uso de técnicas denominadas multiplexación.
Además, puede que se necesiten técnicas de control de congestión para garantizar que el
sistema no se sature por una demanda excesiva de servicios de transmisión.
GGEENNEERRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA SSEEÑÑAALL:: Todas las técnicas de transmisión dependen en última
instancia de la utilización de señales electromagnéticas que se transmitirán a través del
medio. Las características de la señal, es decir, la forma y la intensidad, deben ser tales
que permitan
Transmitir la señal.
Ser interpretada en el receptor como datos.
SSIINNCCRROONNIIZZAACCIIÓÓNN RREECCEEPPTTOORR –– EEMMIISSOORR:: El receptor debe ser capaz de determinar cuándo
comienza y cuándo acaba la señal recibida. Igualmente deberá conocer la duración de
cada elemento de señal.
GGEESSTTIIÓÓNN DDEELL IINNTTEERRCCAAMMBBIIOO:: Si se necesita intercambiar datos durante un periodo de
tiempo las dos partes deben cooperar.
Así por ejemplo en una conversación telefónica el receptor establecerá la llamada
descolgando el auricular. En los dispositivos para procesamiento de datos se necesitarán
ciertas convenciones además del simple hecho de establecer la conexión (establecimiento
de turnos, formato de los datos, detección de errores, etc.)
DDEETTEECCCCIIÓÓNN YY CCOORRRREECCCCIIÓÓNN DDEE EERRRROORREESS:: En todos los sistemas de comunicaciones es
posible que aparezcan errores; es decir, la señal transmitida se distorsiona de alguna
manera antes de alcanzar su destino. Por ejemplo, en sistemas para el procesamiento de
datos, si se transfiere un fichero desde computador a otro, no sería aceptable que el
contenido del fichero fuera accidentalmente alterado.
CCOONNTTRROOLL DDEE FFLLUUJJOO: Son procedimientos que evitan que la fuente no sature al destino
transmitiendo datos más rápidamente de que el receptor pueda procesar y absorber
DDIIRREECCCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO YY EENNCCAAMMIINNAAMMIIEENNTTOO:: Cuando cierto recurso se comparte por más de
dos dispositivos, el sistema fuente deberá de alguna manera indicar a dicho recurso
compartido la identidad del destino. El sistema de transmisión deberá garantizar que ese y
8
sólo ese destino reciba los datos, es más el sistema de transmisión puede ser una red
donde haya la posibilidad de más de un camino para alcanzar el destino. En este caso se
necesitará por tanto la elección de una entre las posibles rutas.
RREECCUUPPEERRAACCIIÓÓNN:: En ciertas situaciones las que el intercambio de información se vea
interrumpida por algún fallo, entonces el objetivo será la capacidad de continuar
transmitiendo desde donde se produjo la interrupción, o al menos recuperar el estado
donde se encontraban los sistemas involucrados antes de comenzar el intercambio.
FFOORRMMAATTOO DDEE MMEENNSSAAJJEESS:: Está relacionado con la conformidad que debe existir entre las
partes en lo que se refiere al formato de los datos intercambiados. Por ejemplo, ambos
lados deben coincidir en el uso del mismo código binario para representar los caracteres.
SSEEGGUURRIIDDAADD:: El emisor debe asegurarse de que sólo el destino deseado reciba los datos.
Igualmente, el receptor querrá estar seguro de que los datos recibidos no se han alterado
en la transmisión y que los datos realmente provienen del supuesto emisor.
GGEESSTTIIÓÓNN DDEE RREEDD:: El sistema de comunicación es lo suficientemente complejo como para
ser utilizado. Para esto se necesita la habilidad de un gestor de red que configure el
sistema, monitoree su status, reaccione ante fallos y sobrecargas, y planifique con acierto
los crecimientos futuros.
9
11..22.. TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAASS DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN
El éxito en la transmisión de datos depende principalmente de dos factores: la calidad de
la señal que se transmite y las características del medio de transmisión
11..22..11.. CCOONNMMUUTTAACCIIÓÓNN DDEE CCIIRRCCUUIITTOOSS
En las redes de conmutación de circuitos se establece un camino a través de los nodos
de la red dedicado a la interconexión de dos estaciones.
El camino es una secuencia conectada de enlaces físicos entre nodos. En cada enlace,
se dedica un canal lógico a cada conexión. Los datos generados por la estación fuente se
transmiten por el camino dedicado tan rápido como se pueda. En cada nodo, los datos de
entrada se encaminan o conmutan por el canal apropiado de salida sin retardos. El
ejemplo más ilustrativo de la conmutación de circuitos es la red telefónica.
Figura 1.2. Modelo Simplificado de Redes
11..22..22.. CCOONNMMUUTTAACCIIÓÓNN DDEE PPAAQQUUEETTEESS YY TTRRAAMMAASS
El encabezado de información típicamente se refiere a direcciones de envío y recepción,
números secuenciales para detección de errores, etc.
PPAAQQUUEETTEE:: Unidad de datos creada en las capas de la Red de los modelos OSI. Contiene
lo datos y la información de control necesaria para enrutar un mensaje de una red a otra.
10
TTRRAAMMAA: Unidad de datos creada en la capa del eslabón de datos del modelo OSI.
Contiene los datos y la información de control necesaria para comunicar dos artefactos
dentro de la misma red.
DDAATTAAGGRRAAMM:: Pieza de información que se transporta por la red con las direcciones de
origen y de destino.
Una aproximación diferente es la adoptada en redes de conmutación de paquetes. En
este caso, no es necesario hacer una reserva a priori de recursos (capacidad de
transmisión) en el camino (o sucesión de nodos). Por el contrario, los datos se envían en
secuencias de pequeñas unidades llamadas paquetes. Cada paquete se pasa de nodo a
nodo en la red siguiendo algún camino entre la estación origen y la de destino. En cada
nodo, el paquete se recibe completamente, se almacena durante un intervalo breve y
posteriormente se transmiten al siguiente nodo. Las redes de conmutación de paquetes
se usan mayoritariamente para comunicaciones TerminalComputador y
ComputadorComputador.
11..22..33.. RREETTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE TTRRAAMMAASS ((""FFRRAAMMEE RREELLAAYY""))
La conmutación de paquetes se desarrolló en la época en la que los servicios de
transmisión a larga distancia sufrían una tasa de error relativamente elevada, comparada
con los servicios de los que se dispone actualmente. Por tanto, para compensar esos
errores relativamente frecuentes, en los esquemas de conmutación de paquetes se
realiza un esfuerzo considerable, que se traduce en añadir información redundante en
cada paquete, así como la realización de un procesamiento extra, tanto en el destino final
como en los nodos intermedios de conmutación, necesario para detectar los errores y en
su caso, corregirlos.
Ahora bien, con los modernos sistemas de comunicaciones de alta velocidad, este
esfuerzo adicional es innecesario y contraproducente. Es innecesario ya que la tasa de
errores se ha reducido drásticamente y los escasos errores que aparecen se pueden
tratar en el sistema final mediante dispositivos que operan por encima del nivel de la
lógica dedicada a la conmutación de paquetes. A su vez es contraproducente ya que los
bits redundantes significan un desperdicio de parte de la capacidad proporcionada por la
red.
La rreettrraannssmmiissiióónn ddee ttrraammaass ("frame relay") se ha desarrollado teniendo presente las
mayores velocidades de transmisión que actualmente se disponen, así como de las bajas
11
tasas de error. Mientras que las redes originales de conmutación de paquetes se
diseñaron para ofrecer una velocidad de transmisión al usuario final de 64 Kbps, las redes
frame relay están diseñadas para operar eficazmente a velocidades de transmisión de
usuario de 2 Mbps. La clave para conseguir estas velocidades reside en eliminar la
información redundante y el procesamiento asociado para el control de errores.
11..22..44.. AATTMM
El MMooddoo ddee TTrraannssffeerreenncciiaa AAssíínnccrroonnoo (ATM "Asyncronous Transfer Mode"), a veces
denominado como "cell relay", es la culminación de todos los desarrollos en conmutación
de circuitos y conmutación de paquetes realizados durante los últimos 25 años.
ATM se puede interpretar como una evolución del frame relay. La diferencia más obvia
entre frame relay y ATM es que frame relay usa paquetes de longitud variable, llamados
"tramas", y ATM usa paquetes de longitud fija denominadas "celdas". Al igual que en
frame relay, ATM introduce poca información adicional para el control de errores,
confiando en la inherente robustez del medio de transmisión así como en la lógica
adicional localizada en el sistema destino para detectar y corregir errores. Al utilizar
paquetes de longitud fija, el esfuerzo adicional de procesamiento se reduce incluso
todavía más aquí que en frame relay. El resultado es que ATM se ha diseñado para
trabajar en el rango de 10 a 100 Mbps, comparado con los 2 Mbps típicos de frame relay.
ATM se puede considerar a su vez como una evolución de la conmutación de circuitos. En
la conmutación de circuitos, se dispone solamente de circuitos a velocidad fija de
transmisión entre los sistemas finales. ATM permite la definición de múltiples canales
virtuales con velocidades de transmisión que se definen dinámicamente en el instante en
que el canal virtual se crea. Mediante la utilización de celdas de tamaño fijo, ATM es tan
eficaz que puede ofrecer un canal a velocidad de transmisión constante aunque esté
usando una técnica de conmutación de paquetes. Por tanto, ATM es una ampliación de la
conmutación de circuitos en la que se ofrecen varios canales, en los que la velocidad de
transmisión para cada canal se fija dinámicamente según las necesidades.
11..22..55.. RRDDSSII
La sinergia y evolución entre las comunicaciones y las tecnologías de la computación,
junto con la creciente demanda de servicios eficaces de captación, procesamiento y
diseminación de la información, esta desembocando en el desarrollo de sistemas
12
integrados que transmiten y procesan todo tipo de datos. Una consecuencia significativa
de esta tendencia ha sido el desarrollo de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI).
Una RDSI es una red publica de telecomunicaciones mundial que sustituirá a la redes de
comunicaciones existentes. La RDSI se define mediante la estandarización de las
interfaces de usuario y se ha implementado como un conjunto de conmutadores digitales
y enlaces que proporcionan una gran variedad de tipos de tráfico, a la vez que servicios
de valor añadido.
11..22..66.. TTEERRMMIINNOOLLOOGGÍÍAA UUTTIILLIIZZAADDAA EENN LLAA TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS
La transmisión de datos entre un eemmiissoorr y un rreecceeppttoorr siempre se realiza a través de un
medio de transmisión. Los medios de transmisión se pueden clasificar como guiados y no
guiados. En ambos casos, la comunicación se realiza con ondas electromagnéticas. Por
ejemplo, en los pares trenzados, los cables coaxiales y las fibras ópticas, las ondas se
transmiten confinándolas a lo largo del camino físico. Por el contrario, los medios no
guiados proporcionan una forma de transmitir las ondas electromagnéticas pero sin
encauzarlas, por ejemplo en la propagación a través del aire, el mar o el vacío.
Transmisor -
Receptor
Transmisor -
Receptor
Amplificador o
RepetidorMedio Medio
Figura 1.3. Esquema de transmisión en una comunicación
El término eennllaaccee ddiirreeccttoo hace referencia al camino de transmisión entre dos dispositivos
el que la señal se propaga directamente del emisor al receptor sin ningún otro dispositivo
intermedio que no sea un amplificador o repetidor. Estos últimos se usan para incrementar
la energía de la señal.
11..22..66..11 RREEDDEESS PPUU NNTTOO AA PPUUNNTTOO
Un medio de transmisión guiado es punto a punto si proporciona un enlace directo entre
dos únicos dispositivos que comparten el medio.
Constituyen este tipo de red las conexiones exclusivas entre terminales y computadora
con una línea directa.
13
modem
modem
modem
modem
modem
terminal
terminal
terminal
terminal
computadora
central procesador de
comunicaciones
modem
Figura 1.4. Red Punto a Punto
La ventaja de este tipo de conexión se encuentra en la alta velocidad de transmisión que
soporta y la seguridad que presenta al no existir conexiones con otros usuarios. El
inconveniente aparece en el precio, puesto que todo él recae sobre un solo usuario.
11..22..66..22 RREEDDEESS MMUU LLTTIIPPUU NNTTOO
En una configuración multipunto, el mismo medio de transmisión es compartido por más
de dos dispositivos.
Se trata de la unión de varios terminales a su correspondiente computadora compartiendo
una única línea de transmisión. La ventaja consiste en el abaratamiento con respecto a la
anterior, aunque se pierde velocidad y seguridad. Las redes multipunto, en sentido
estricto, están representadas en la Figura 1.5. Puede apreciarse que cada terminal está
conectado a una línea mediante su correspondiente módem. El tráfico de todas las líneas
confluye en una línea principal. Las conexiones entre líneas se realizan mediante
elementos que se denominan amplificadores difusores.
14
modem
Amplficador
difusor
modem
modem
modem
modem
terminal
terminal
terminal
terminal
computadora
central U.C.C
Figura 1.5. Red Multipunto
11..22..66..33 MMOODDAALL IIDDAADDEESS DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS
Tanto las señales analógicas como digitales se pueden transmitir a través de medios de
transmisión que sean adecuados. Las particularidades de cómo se tratan estas señales
dependerán del medio en concreto. La transmisión analógica es una forma de transmitir
las señales analógicas independientemente de su contenido. Las señales pueden
representar datos analógicos (por ejemplo, voz) o datos digitales (por ejemplo, los datos
binarios que pasan a través de un módem).
Transmisor -
Receptor
Amplificador o
RepetidorMedio
Transmisor -
Receptor
Transmisor -
Receptor
Medio
Transmisor -
Receptor...
Figura 1.6. Esquema de probables modalidades de transmisión
Un medio de transmisión puede ser simplex, half duplex o full-duplex. En la transmisión
simplex, las señales se transmiten sólo en una única dirección; siendo una estación la
emisora y otra la receptora. En half duplex, ambas estaciones pueden transmitir pero no
simultáneamente. En full-duplex, ambas estaciones pueden igualmente transmitir, pero
ahora simultáneamente. En este último caso, el medio transporta señales en ambos
sentidos al mismo tiempo. También se implementa el modo de transmisión en fibra óptica
llamado Full/full–duplex en el cual se transmite y recibe simultáneamente pero no
necesariamente entre las mismas dos ubicaciones.
15
En cualquier caso, la señal analógica se irá debilitando con la distancia. Para conseguir
distancias más largas, el sistema de transmisión analógico incluye amplificadores que
inyectan energía en la señal. Desafortunadamente, el amplificador también inyecta
energía en las componentes de ruido.
Para conseguir distancias mayores, al utilizar amplificadores en cascada, la señal se
distorsiona cada vez más. Para datos analógicos, como la voz, se pueden tolerar
distorsiones pequeñas, ya que en ese caso los datos siguen siendo inteligibles. Sin
embargo, para los datos digitales los amplificadores en cascada introducirán errores.
La transmisión digital, por el contrario, es dependiente del contenido de la señal. Una
señal digital sólo se puede transmitir a una distancia limitada, ya que la atenuación y otros
aspectos negativos pueden introducir errores en los datos transmitidos. Para conseguir
distancias mayores se usan repetidores. Un repetidor recibe la señal digital, regenera el
patrón de ceros y unos y los retransmite. De esta manera se evita la atenuación.
Con una señal analógica se puede usar la misma técnica anterior si la señal transmitida
transporta datos digitales. El sistema de transmisión tiene repetidores adecuadamente
espaciados en lugar de amplificadores. Dichos repetidores recuperan los datos digitales a
partir de la señal analógica y generan una señal analógica limpia. De esta manera el ruido
no es aditivo.
11..22..66..44 TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN DD IIGG IITTAALL VVSS TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN AANNÁÁLLOOGG AA
Una cuestión a discernir es la elección del mejor método de transmisión. A pesar de las
grandes inversiones realizadas para la transmisión analógica, la respuesta a esta cuestión
por parte de la industria de las telecomunicaciones y de los usuarios es la transmisión
digital. Tanto las comunicaciones a larga distancia como los servicios de comunicación a
distancias muy cortas (por ejemplo entre edificios) se están reconvirtiendo gradualmente a
transmisiones digitales, y allí donde sea posible se está introduciendo la señalización
digital. Las razones más importantes que justifican esta elección son:
TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA DDIIGGIITTAALL: las mejoras en las tecnologías de integración a gran-escala (LSI) y
muy gran escala (VLSI) se han traducido en una disminución continua tanto en costos,
como en el tamaño de la circuitería digital. El instrumental analógico no ha experimentado
una reducción similar.
IINNTTEEGGRRIIDDAADD DDEE LLOOSS DDAATTOOSS: Al usar repetidores en lugar de amplificadores, el ruido y otros
efectos negativos no son acumulativos. Por tanto, usando tecnología digital es posible
16
transmitir datos conservando su integridad a distancias mayores utilizando incluso líneas
de calidad inferior.
UUTTIILLIIZZAACCIIÓÓNN DDEE LLAA CCAAPPAACCIIDDAADD: El tendido de líneas de transmisión de banda ancha ha
llegado a ser abordable económicamente hablando, incluso para medios tales como
canales vía satélite y fibra óptica. Para usar eficazmente todo ese ancho de banda se
necesita un alto grado de multiplexación. La multiplexación, se puede realizar más
fácilmente y con menores costos usando técnicas digitales (división en el tiempo) que con
técnicas analógicas (división en frecuencia).
SSEEGGUURRIIDDAADD YY PPRRIIVVAACCIIDDAADD: Las técnicas de encriptado se pueden aplicar fácilmente a
datos digitales, o analógicos que se hayan previamente digitalizado.
IINNTTEEGGRRAACCIIÓÓNN: Con el tratamiento digital de los datos analógicos y digitales, todas las
señales se pueden tratar de una forma similar. Permitiendo así, la integración de voz,
video y datos usando la misma infraestructura.
11..22..77.. PPRROOTTOOCCOOLLOOSS
Cuando se realiza un intercambio de datos entre computadores, terminales y/u otros
dispositivos de procesamiento debe haber un camino para los datos entre los dos
computadores, tanto si es directo como si es a través de un red de comunicación, pero
además típicamente se requiere la realización de las siguientes tareas adicionales:
El sistema fuente de información debe activar el camino directo de datos, o bien debe
proporcionar a la red de comunicación la identificación del sistema destino deseado.
El sistema fuente debe asegurarse de que el destino está preparado para recibir
datos.
La aplicación de transferencia de fichero en el origen debe asegurarse de que el
programa gestor en el destino está preparado para aceptar y almacenar el fichero para
el usuario determinado.
Si los formatos de los dos archivos son incompatibles entre ambos sistemas, uno de
los dos deberá realizar una operación de adecuación.
Debe existir un alto grado de cooperación entre los dos sistemas. Al intercambio de
información entre computadores se le denomina comunicación entre computadores. De
igual manera, al conjunto de computadores que se interconectan a través de una red de
comunicaciones, se les denomina red de computadores. Estos términos se extienden
17
igualmente cuando alguna de las partes es un terminal, ya que el grado de cooperación
en este caso es similar.
Para la comunicación entre dos entidades situadas en sistemas diferentes es necesario la
definición y utilización de un protocolo. Nótese que los términos "entidad" y "sistema" se
están usando en un sentido muy general. Para que dos entidades se comuniquen con
éxito, se requiere que "hablen el mismo idioma". Lo que se comunica, cómo se comunica,
y cuándo se comunica debe seguir una serie de convenciones mutuamente aceptadas por
las entidades involucradas. Este conjunto de convenios se denominan pprroottooccoollooss, que se
pueden definir como el conjunto de reglas que gobiernan. El intercambio de datos entre
dos entidades. Los puntos que define o caracterizan un protocolo son:
La ssiinnttaaxxiiss: incluye aspectos tales como el formato de los datos y los niveles de señal
La sseemmáánnttiiccaa: incluye información de control para la coordinación y el manejo de errores.
La tteemmppoorriizzaacciióónn: incluye la sintonización de velocidades y la secuenciación.
Un protocolo de red es como un lenguaje para la comunicación de información. Son las
reglas y procedimientos que se utilizan en una red para comunicarse entre los nodos que
tienen acceso al sistema de cable. Los protocolos gobiernan dos niveles de
comunicaciones:
PPrroottooccoollooss ddee aallttoo nniivveell:: Estos definen la forma en que se comunican las aplicaciones.
PPrroottooccoollooss ddee bbaajjoo nniivveell:: Estos definen la forma en que se transmiten las señales por
cable.
Como es frecuente en el caso de las computadoras en constante cambio, también los
protocolos están en continuo cambio. Actualmente, los protocolos más comúnmente
utilizados en las redes son Ethernet, Token Ring y ARCNET. Cada uno de estos esta
diseñado para cierta clase de topología de red y tienen ciertas características estándar.
EEtthheerrnneett: Actualmente es el protocolo más sencillo y es de bajo costo. Utiliza la
topología de red llamada “Bus” lineal.
TTookkeenn RRiinngg: El protocolo de red IBM es el Token Ring, el cual se basa en la topología
de anillo en una red.
AARRCCNNEETT: Se emplea en redes cuya topología es de estrella o estrella distribuida.
18
11..22..88.. UUNN MMOODDEELLOO DDEE PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE TTRREESS CCAAPPAASS
En términos muy generales, se puede decir que las comunicaciones involucran a tres
agentes: aplicaciones, computadores y redes. Un ejemplo de aplicación es la
transferencia de archivos. Estas aplicaciones se ejecutan a menudo en computadores que
admiten varias aplicaciones simultáneas. Los computadores se conectan a redes, y los
datos que se intercambian se transfieren por la red de un computador a otro. Así, la
transferencia de una aplicación a otra implica primero obtener los datos donde reside la
aplicación y posteriormente hacerlos llegar a la otra aplicación.
Teniendo presente estas ideas, parece natural organizar la tarea en tres capas
independientes para ilustrar el funcionamiento de un protocolo.
11..22..88..11 CCAAPPAA DDEE AACCCCEESSOO AA LLAA RREEDD
Esta capa trata del intercambio de datos entre el computador y la red a la que está
conectado. El computador emisor debe proporcionar a la red la dirección del computador
destino, de tal forma que la red pueda encaminar los datos al destino apropiado. El
computador emisor querrá usar algunos servicios prioritarios que deben ser
proporcionados por la red. Las características del software de esta capa dependerán del
tipo de red que se use. Así, se han desarrollado diferentes estándares para conmutación
de circuitos, conmutación de paquetes, redes de área local y otros. De esta manera, se
pretende separar las funciones que tienen que ver con el acceso a la red en una capa
independiente. Haciendo esto, el resto del software de comunicaciones que esté por
encima de la capa de acceso a la red no tendrá que ocuparse de las características
específicas de la red que se use. El mismo software de las capas superiores funcionará
de forma adecuada independientemente del tipo de red particular a la que el computador
esté conectado.
11..22..88..22 CCAAPPAA DDEE TTRRAANNSSPPOORRTTEE
Independientemente de la naturaleza de las aplicaciones que estén intercambiando datos,
es un requerimiento habitual que los datos se intercambien de una manera segura. Esto
es, sería deseable estar seguros de que todos los datos llegan a la aplicación destino y
además llegan en el mismo orden en que fueron enviados. Como se verá, los
mecanismos que proporcionan dicha seguridad son independientes de la naturaleza de
las aplicaciones. Así, tiene sentido concentrar todos estos procedimientos en una capa
común que se comparta por todas las aplicaciones; esta capa se denomina de transporte.
19
11..22..88..33 CCAAPPAA DDEE AAPPLLIICCAACCIIÓÓNN
Finalmente, la capa de aplicación contiene la lógica necesaria para admitir varias
aplicaciones de usuario. Para cada tipo distinto de aplicación, tal como una transferencia
de archivos, se necesita un módulo separado que será particular de cada una.
Las figuras 1.7 y 1.8 ilustran esta arquitectura sencilla. En la figura 1.7 se muestran tres
computadores conectados a una red. Cada computador contiene software en las capas de
acceso a la red, de transporte y de aplicación para una o más utilidades. Para una
comunicación con éxito, cada entidad deberá tener una dirección única. En realidad se
necesitan dos niveles de direccionamiento. Cada computador en la red debe tener una
dirección de red; esto permite a la red repartir los datos al computador apropiado. A su
vez, cada aplicación en el computador debe tener una dirección que sea única dentro del
propio computador, esto permitirá a la capa de transporte proporcionar los datos a la
aplicación apropiada. Las anteriores direcciones son denominadas puntos de acceso al
servicio (SAP "Service Access Point"), con la connotación de que cada aplicación accede
individualmente a los servicios de la capa de transporte.
RED DE
COMUNICACIONES
APLICACIONES
TRANSPORTE
ACCESO DE
LA RED
APLICACIONES
TRANSPORTE
ACCESO DE
LA RED
APLICACIONES
TRANSPORTE
ACCESO DE
LA RED
1 2 3 4
1 2 3
1 2
PUNTO DE ACCESO A LA RED
DIRECCION DE RED
Figura 1.7. Red y arquitectura de Protocolos
La figura 1.8 indica cómo se comunican, mediante un protocolo, los módulos en el mismo
nivel de computadores diferentes. Un protocolo es el conjunto de reglas o convenios que
definen la forma en que dos entidades cooperantes intercambian los datos. Una
20
especificación de un protocolo detalla las funciones de control que se deben realizar, los
formatos y los códigos de control que se usan para realizar esas funciones, así como los
procedimientos que las dos entidades deben seguir. [1]
RED DE
COMUNICACIONES
APLICACIONES
TRANSPORTE
ACCESO DE
LA RED
APLICACIONES
TRANSPORTE
ACCESO DE
LA RED
COMPUTADOR 1 COMPUTADOR 2
PROTOCOLO DE APLICACION
PROTOCOLO DE TRANSPORTE
PROTOCOLO DE
ACCESO A LA RED
Figura 1.8. Protocolos en una arquitectura simplificada
11..22..99.. MMOODDEELLOO DDEE PPRROOTTOOCCOOLLOO OOSSII DDEE LLAA EENNTTIIDDAADD IISSOO
La interconexión de las redes LAN se ha hecho más simple desde la introducción de
Normas como la IEEE 802.3 e IEEE 802.5. Sin embargo la interconexión de redes LAN
entre sí no es tan simple, pues existen muchas tecnologías y equipos que permiten la
realización de dicha tarea.
El concepto de Comunicaciones basadas en Capas es fundamental para la interconexión
de redes. En este aspecto, el modelo OSI de siete capas, sirve de referencia y
fundamenta la mayoría de los protocolos y procedimientos para la interconexión de dichas
redes.
La sigla OOSSII significa OOppeenn SSyysstteemm IInntteerrccoonnnneeccttiioonnss y dicha entidad fue concebida a
partir del año 1978, con el fin de conseguir la definición de un conjunto de normas que
permitieran interconectar diferentes equipos, posibilitando de esta forma la comunicación
entre ellos. El modelo OSI fue aprobado en 1983.
Este modelo define los servicios y los protocolos que posibilita la comunicación,
dividiéndolos en 7 niveles diferentes, en el que cada nivel se encarga de problemas de
distinta naturaleza interrelacionándose con los niveles contiguos, de forma que cada nivel
se abstrae de los problemas que los niveles inferiores solucionan para resolver un nuevo
problema, del que se abstraerán a su vez los niveles superiores.
21
TTaabbllaa 11..11:: TTAARREEAASS DDEE LLAASS CCAAPPAASS DDEELL MMOODDEELLOO OOSSII
NNIIVVEELLEESS FFUUNNCCIIÓÓNN
Aplicación Semántica de los datos
Presentación Representación de los datos
Sesión Diálogo ordenado
Transporte Extremo a extremo
Red Encaminamiento
Enlace Punto a punto
Físico Eléctrico/Mecánico
Un sistema abierto debe cumplir las normas que facilitan la interconexión tanto a nivel
hardware como software con otros sistemas (arquitecturas distintas).
Se puede decir que la filosofía de este modelo se basa en la idea de dividir un problema
grande (La comunicación en sí), en varios problemas pequeños, independizando cada
problema del resto. Es un método parecido a las cadenas de montaje de las fábricas.; los
niveles implementan a un grupo de operarios de una cadena, y cada nivel, al igual que en
la cadena de montaje, supone que los niveles anteriores han solucionado unos problemas
de los que él se abstraerá para dar solución a unos nuevos problemas, de los que se
abstraerán los niveles superiores.
El estándar para redes locales creado por el IEEE, se denomina proyecto 802, y se ha
dividido en las siguientes normas:
IEEE 802.1 Capas de aplicación, transporte y red
IEEE 802.2 Subcapa LLC (control de enlaces lógicos) de la capa de enlace del modelo OSI
IEEE 802.3, 802.4, 802.5
Subcapa MAC (Control de Acceso al Medio) de la capa de enlace y capa física implementada en la tarjeta de red.
El subnivel o subcapa MAC se encarga de controlar el tipo de acceso al medio de las
redes locales. Es el más cercano al nivel físico. El subnivel LLC es el más cercano al nivel
de red.
TTaabbllaa 11..22:: CCOORRRREESSPPOONNDDEENNCCIIAA DDEE NNIIVVEELLEESS EEMMPPLLEEAADDOOSS PPOORR LLAA IIEEEEEE EENN EELL MMOODDEELLOO OOSSII
MMOODDEELLOO OOSSII MMOODDEELLOO IIEEEEEE
CAPA DE ENLACE SUBNIVEL LLC
SUBNIVEL MAC
CAPA FÍSICA NIVEL FÍSICO
El nivel MAC se encarga de independizar a los niveles superiores del tipo de red que se
tiene. Es el encargado de enviar paquetes a sus destinos. Toma la información que le
22
llega del nivel superior (LLC) y la empaqueta en una trama dependiente de la topología
utilizada en la red física. Por tanto debe entender de tramas Ethernet, tramas anillo, etc.
Habitualmente este nivel está microprogramado en la tarjeta de red, es decir se
implementa en la propia tarjeta de red. En realidad se trata del direccionamiento
programado en una tarjeta por el fabricante. A esto se le llama Direccionamiento
Universal.
Una red que funciona bajo este modelo OSI de la ISO (International Standard
Organization), entonces estará formado por tiene 7 niveles, es como decir que una carta
escrita pasa por 7 filtros diferentes (trabajadores con diferentes cargos) desde que la
ponemos en el buzón hasta que llega al destino. Cada nivel de esta torre se encarga de
realizar funciones diferentes en la información a transmitir. Cada nivel por el que pasa la
información a transmitir que se ha insertado en un paquete, añade información de control,
que el mismo nivel en el nodo destino irá eliminando. Además se encarga de cosas muy
distintas: desde el control de errores, hasta la reorganización de la información transmitida
cuando esta se ha fragmentado en tramas.
Antes que ocurra la transmisión, cada capa existente en el elemento fuente establecen
reglas básicas para realizar la comunicación con la capa respectiva del elemento receptor.
Por ejemplo, el establecimiento del código que servirá para chequear errores.
El uso del Modelo de Referencia OSI de 7 capas, se describen 3 condiciones al momento
de establecer comunicaciones exitosas entre dos elementos:
El elemento fuente debe estar en capacidad de prepara el mensaje para que sea
transmitido.
La red física de transmisión debe estar en capacidad de transportar dicho mensaje.
El elemento ya transmitido debe estar en capacidad de pasar de la red física hasta la
aplicación receptora.
Las dos capas superiores del modelo OSI (Aplicación y Presentación) se conocen como el
subconjunto Interfaz del Consumidor.
Las tres capas inferiores del modelo OSI (Red, Enlace y Físico) se conocen como el
subconjunto de Comunicaciones
Las capas medias del modelo OSI (Sesión y Transporte) se consideran el vínculo entre
las capas superiores e inferiores.
23
Canal de Transmisión
Capa de Aplicación
Capa de Presentación
Capa de Sesión
Capa de Transporte
Capa de Red
Capa de Enlace
Capa de Física
Capa de Aplicación
Capa de Presentación
Capa de Sesión
Capa de Transporte
Capa de Red
Capa de Enlace
Capa de Física
Transmisión del Mensaje
Protocolo de la
Capa de Aplicación
Protocolo de la
Capa de Presentación
Protocolo de la
Capa de Sesión
Protocolo de la
Capa de Transporte
Protocolo de la
Capa de Red
Protocolo de la
Capa de Enlace
Protocolo de la
Capa de Física
Servicios de
Accesos a los
Puntos (SAP)
Figura 1.9. Comunicación entre Sistemas
11..22..99..11 FFUU NNCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEELL MMOODDEELLOO DDEE CCOOMMUU NNIICCAACCIIOONNEESS
Cualquier comunicación que ocurra entre dos sistemas, debe seguir el procedimiento que
se ilustra a continuación:
11..22..99..11..11 EESSTTAABBLLEECCIIMMIIEENNTTOO DDEELL SSEERRVVIICCIIOO DDEE CCOONNEEXXIIÓÓNN EE IINNIICCIIAALLIIZZAACCIIÓÓNN DDEE LLAA
TTRRAANNSSFFEERREENNCCIIAA DDEELL MMEENNSSAAJJEE
DATOS
El elemento fuente entrega un mensaje a la Capa de Aplicación
CAPA DE APLICACIÓN
La Capa de Aplicación es responsable de: Convertir la entrada en bits Organizar los bits en un bloque de datos
DATOS EA
Un Encabezado de Aplicación (EA) se adiciona a la información: Identifica el servicio de envío Identifica el servicio de destino
CAPA DE PRESENTACIÓN
La Capa de Presentación es responsable de: Traducir el código de caracteres usado por el elemento fuente a
uno que entienda el elemento receptor Comprimir la información para reducir los costos de transmisión Encriptar la información, por razones de seguridad
24
DATOS EAEP
Un Encabezado de Presentación (EP) se adiciona a la información: Indica cualquier codificación, compresión y/o encriptación
CAPA DE SESIÓN
La Capa de Sesión es responsable de: Marcar el inicio y fin del mensaje.
Cuando se usa transmisión semidúplex, se incluye una marca con el último bloque de información si se requiere transmitir nuevamente
DATOS EAEPES
Un Encabezado de Presentación (ES) se adiciona a la información: Contiene las marcas que acompañan al bloque de información
11..22..99..11..22 AACCCCEESSOO AA LLAA RREEDD
CAPA DE TRANSPORTE
La Capa de Transporte es responsable de: Dividir el mensaje en segmentos Rastrear la secuencia de los segmentos
DATOS EAEPESET
Un Encabezado de Transporte (ET) se adiciona a cada segmento, formando una Unidad de Información del Protocolo de Transporte: Incluye una secuencia de números y un chequeo de la secuencia
de las tramas, para detección de errores Se crean copias de cada Unidad de Información en caso de tener
que retransmitir. Una vez se sabe que la trama llega sin problemas, se borra dicha copia.
CAPA DE RED
La Capa de Red es responsable de: Fragmentar los Segmentos de las Unidades de Información del
Protocolo de Transporte, para conformar un paquete de tamaño limitado, según sean las condiciones de la red.
DATOS
EAEPESETER
Un Encabezado de Red (ER) se adiciona a la información: Incluye una secuencia de números y la dirección de destino. Conforma una Unidad de Información del Protocolo de Red,
también llamada ppaaqquueettee
CAPA DE ENLACE
La Capa de Enlace es responsable de: Adicionar un encabezado y una cola a cada paquete,
conformando una ttrraammaa Crear una copia de la trama, en caso que se requiera retransmitir
PAQUETE TDC
Un Encabezado de Enlace se adiciona a la información: Contiene información sobre las Tramas (T), Dirección (D) y
Control (C)
CSTT PAQUETE TDC
Una Cola de Enlace se adiciona a la información: Contiene información sobre Chequeo de Secuencia de las Tramas
(CST) y datos sobre caracteres adicionales de las Tramas (T)
CAPA FÍSICA
La Capa Física es responsable de: Codificar la información para ser transmitida Acceder al medio de transmisión Monitorear las series de transmisión de los bits
25
BITS
11..22..99..11..33 EENNTTRRAADDAA AALL SSIISSTTEEMMAA DDEE DDEESSTTIINNOO
BITS
Se recibe la señal que viene del medio de transmisión y entra al elemento de destino de la Capa Física
CAPA FÍSICA
La Capa Física es responsable de: Interpretar la señal que llega como una trama de bits.
CSTT PAQUETE TDC
CAPA DE ENLACE
La Capa de Enlace es responsable de: Remover a información de Encabezado y de Cola Usar el Chequeo de Secuencia de las Tramas (CST) para
constatar si han ocurrido errores durante la transmisión Usar la secuencia de números para control de errores y control del
flujo
DATOS
EAEPESETER
CAPA DE RED
La Capa de Red es responsable de: Remover y examinar el encabezado de la red Verificar la dirección de destino y la secuencia de números
apropiada Esperar hasta que lleguen todos los paquetes de la Unidad de
Información del Protocolo de Transporte y reensamblarlos para conformar la unidad
DATOS EAEPESET
CAPA DE TRANSPORTE
La Capa de Transporte es responsable de: Remover y examinar el encabezado de transporte Recalcular la Secuencia de Chequeo de la Trama y compararla
con la original Si las secuencias coinciden, entonces se envía un reconocimiento.
De otra manera, se descarta la Unidad de Información y se pide una nueva transmisión.
Esperar hasta que todas las Unidades de Información conformen un mensaje totalmente ensamblado
DATOS EAEPES
26
11..22..99..11..44 CCOONNCCLLUUSSIIÓÓNN DDEE LLAA TTRRAANNSSFFEERREENNCCIIAA DDEELL MMEENNSSAAJJEE YY RREECCEEPPCCIIÓÓNN DDEE LLAA
AAPPLLIICCAACCIIÓÓNN
CAPA DE SESIÓN
La Capa de Sesión es responsable de: Remover y examinar el Encabezado de la Sesión Buscar cualquier otro tipo de marcas en el encabezado Mantener el mensaje hasta que llegue el "paréntesis" final, que
indica que el mensaje está completo
DATOS EAEP
Un Encabezado de Transporte (ET) se adiciona a cada segmento, formando una Unidad de Información del Protocolo de Transporte: Incluye una secuencia de números y un chequeo de la secuencia
de las tramas, para detección de errores Se crean copias de cada Unidad de Información en caso de tener
que retransmitir. Una vez se sabe que la trama llega sin problemas, se borra dicha copia.
CAPA DE PRESENTACIÓN
La Capa de Presentación es responsable de: Remover y examinar el Encabezado de Presentación Desencriptar el mensaje, si es necesario. Expandir el mensaje, si éste ha sido comprimido
DATOS EA
CAPA DE APLICACIÓN
La Capa de Aplicación es responsable de: Remover y examinar el Encabezado de Aplicación Transformar los bits en caracteres legibles Pasar la información a la aplicación deseada
DATOS
APLICACIÓN
Una vez realizado este viaje por la red, el siguiente usuario estará en capacidad de
ejecutar la tarea que le envió el primer usuario de la red desde su computador.
11..22..1100.. PPRROOTTOOCCOOLLOO CCSSMMAA//CCDD
En una red Ethernet, todos los elementos tienen igual oportunidad, en cualquier instante,
de iniciar comunicaciones sobre un canal común de transmisión. Por tanto, algunos
mecanismos deben garantizar la resolución de conflictos cuando dos o más elementos de
una red traten de transmitir al mismo tiempo.
En Ethernet se emplea un Protocolo llamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection) y está estipulado en la norma 802.3 de la IEEE. Se especifica
que cualquier elemento que desee transmitir deberá primero establecer que el canal de
27
comunicación está libre. Luego, inicia la transmisión monitoreando el canal para informar
colisiones.
El esquema de acceso CSMA/CD es explicado en los siguientes numerales:
Sensar la Portadora CS (Carrier Sense): Todo dispositivos conectado a la red, debe
primero consultar, para determinar si existe un canal libre antes de realizar la transmisión.
Si no detecta que el canal se encuentra libre, el dispositivo debe retrasar su transmisión
un periodo de tiempo, para luego reintentarla.
Acceso Múltiple MA (Multiple Access): Varios dispositivos pueden estar conectados a
un único cable, teniendo todos los dispositivos igual acceso al canal, siempre y cuando,
éste se encuentre desocupado.
Detección de Colisiones CD (Collision Detection): Puesto que dos o más dispositivos
pueden encontrar un canal libre para transmitir al mismo tiempo, pueden ocurrir colisiones
de datos. En este caso, los dispositivos involucrados en la colisión deben detener la
transmisión, retardar la misma un tiempo aleatorio (Si fuere fijo, la colisión volvería a
ocurrir) y reintentar la transmisión previo muestreo negativo de la portadora.
En caso de detectarse colisiones, los elementos involucrados pararán la transmisión, y
esperarán un instante aleatorio de tiempo para volver a transmitir nuevamente. Dado que
una estación puede realizar esta operación varias veces por segundo, las colisiones casi
nunca se manifiestan a los usuarios.
Las especificaciones del desarrollo del Ethernet permiten el uso de cable coaxial, cables
STP y UTP y fibras ópticas. En cualquier caso, se han dictado limitaciones de distancia
para permitir la operación adecuada sin excesivos retardos de tiempo.
11..22..1111.. PPRROOTTOOCCOOLLOO TTCCPP//IIPP
El protocolo Internet para transporte en redes informáticas, es el proceso mediante el cual
se transfiere tráfico IP a través de una red de área amplia WAN y que permite la conexión
para clientes geográficamente distribuidos o redes de área local (LAN). El TCP/IP
corresponde a un juego de protocolos de redes, que proporciona integración plena entre
diferentes sistemas interconectados a una red común.
El TCP/IP (TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL / INTERNET PROTOCOL) se concibió como la
solución perfecta para las expansiones de las redes hacia finales de los 70s y comienzos
28
de los 80s. Antes de la existencia del protocolo TCP/IP, los protocolos de red eran
suministrados por los fabricantes, lo cual limita la expansión y desarrollo de una red.
En 1973, Bob Kahn y Victor Cerf comenzaron a trabajar en el desarrollo del Protocolo
TCP/IP, el cual funcionó exitosamente en 1975 y en 1978 se implementó en la red
ARPANET, la cual evolucionó hasta lo que hoy se conoce como INTERNET.
Una de las mayores oportunidades para los proveedores de servicios informáticos
consiste en garantizar el ingreso a Internet, cuya demanda crece exponencialmente para
todos los sectores de consumidores y por tanto, estos proveedores de servicios buscan la
manera de expandir la capacidad de sus redes.
Las alternativas primarias para la conducción de Internet incluyen PPP, SONET/SDH y
redes ATM sobre SONET/SDH.
En la mayoría de los casos cada proveedor de servicios combina las tecnologías que
permitan prestar óptimos servicios.
11..22..1111..11 EELL TTCCPP// IIPP EENN EELL MMOODDEELLOO DDEE LLAA OOSSII
El Protocolo TCP/IP consiste en una compilación de dos protocolos principales (TCP e IP),
con unos protocolos de la Capa de Aplicación.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física1
5
6
7
3
2
4
Protocolo de Tranferencia de Archivos (FTP)
Protocolo de Transferencia de Correo Simple (SMTP)
Sistemas de Archivos de Red (NFS)
Servicio de Dominio de Nombre (DNS) TELNET
Protocolo de Control de Transporte (TCP)
Protocolo de Mapa de Datos de Usuarios (UDP)
Protocolo de Internet (IP)
Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)
Figura 1.10. Compilación del Protocolo TCP/IP
11..22..1111..22 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE CCOONNTTRROOLL DDEE LLAA TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN ((TTCCPP))
El Transmission Control Protocol es un protocolo de orientación de la conexión, el cual
asegura la transmisión de paquetes desde un Punto A hasta un Punto B y garantiza que
estos se transfieran en orden y sin errores. Este protocolo brinda los siguientes servicios:
29
RREECCOONNOOCCIIMMIIEENNTTOO: Se informa a la fuente que el paquete ha sido recibido.
CCHHEEQQUUEEOOSS: Con lo que se detecta errores.
CCOONNTTRROOLL DDEE FFLLUUJJOO:: Mecanismo empleado para reducir la reincidencia de paquetes perdidos.
RREETTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN: Un paquete perdido o con errores se retransmite automáticamente.
SSEECCUUEENNCCIIAAMMIIEENNTTOO:: Se emplea numeración de paquetes para verificar que estos se
reciben en el orden en que se envían
11..22..1111..33 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE IINNTTEERRNNEETT (( IIPP))
Consiste en un protocolo sin conexión responsable de enviar paquetes desde un punto A
hasta un punto B, sin garantía alguna. Los elementos fuentes y receptores son
responsables del secuenciamiento de los paquetes y de la detección de errores.
El protocolo IP proporciona servicios de mapeo, en el que se transmiten contenidos de
paquetes sin tener en cuenta los servicios proporcionados por TCP. Por esto, aunque sea
una transmisión rápida, es menos confiable.
11..22..1111..44 PPRROOTTOOCCOOLLOOSS DDEE LLAA CCAAPPAA DDEE AAPPLLIICCAACCIIÓÓNN
En la capa o nivel de aplicación, se destacan los siguientes protocolos, a los cuales se
hace referencia en la figura 1.10
11..22..1111..44..11 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE TTRRAANNSSFFEERREENNCCIIAA DDEE AARRCCHHIIVVOOSS
El FTP (File Transfer Protocol) se usa cuando se transmiten archivos en un entorno
TCP/IP. Se emplea principalmente cuando se desea transferir archivos desde un servidor
remoto, hasta un elemento de un cliente. En este protocolo se pueden emplear
características de compresión y protección por contraseñas.
11..22..1111..44..22 SSIISSTTEEMMAA DDEE TTRRAANNSSFFEERREENNCCIIAA DDEE AARRCCHHIIVVOOSS
El NFS (Network File System) es un sistema de aplicación distribuido clienteservidor, que
permite a los usuarios observar y navegar la estructura de archivos en cualquier
computador conectado a la red. De esta manera, los usuarios pueden acceder dichos
archivos como si los tuvieran grabados en su propio disco duro, así como también se
permite que todos los sistemas NFS parezcan iguales.
30
11..22..1111..44..33 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE TTRRAANNSSFFEERREENNCCIIAA DDEE CCOORRRREEOO SSIIMMPPLLEE
El SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) es un protocolo de transferencia de correo
electrónico que proporciona la posibilidad de almacenar y reenviar mensajes entre varios
terminales. Es responsable de enviar el correo de los usuarios de una red a otra.
Igualmente, se encarga de recibir los correos que vienen de otros sistemas.
Algunos de los servicios que proporciona el protocolo SMTP son:
Verificar conexiones
Identificar al remitente
Aplicar varios parámetros de control
Manipular las funciones de transmisión del correo.
11..22..1111..44..44 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE MMAANNEEJJOO SSIIMMPPLLEE DDEE RREEDD
El SNMP (Simple Network Management Protocol) es un protocolo empleado
principalmente para recolectar información de manejo, desde varios elementos de la red,
para que sea almacenada en una Base de Datos. Algunos parámetros que se supervisan
son:
Cantidad de datos que se transmiten por un canal o dispositivo por segundo.
Frecuencia de los errores.
Tendencias
Grabaciones históricas de las acciones de supervisión.
11..22..1111..44..55 TTEELLNNEETT
El Protocolo TELNET permite a sus usuarios la conexión a un servidor remoto, como si
fueran unas pantallas terminales. Proporciona, virtualmente, acceso transparente al
sistema.
11..22..1111..44..66 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE MMAAPPEEOO DDEE UUSSUUAARRIIOO
El UDP (User Datagram Protocol) se creó para proporcionar aplicaciones a los servicios
ofrecidos por el Protocolo IP. Permite a las aplicaciones crear paquetes que contienen
31
información que se transporta por la red con las direcciones de origen y destino y así
direccionarlos a puertos específicos asociados con procesos únicos de aplicación.
11..22..1111..44..77 SSEERRVVIICCIIOO DDEE DDOOMMIINNIIOO DDEELL NNOOMMBBRREE
El DNS es un servicio que mapea las direcciones numéricas en nombres, que son más
fácil de recordar por las personas. TELNET, FTP y SMTP emplean DNS para localizar
nombres específicos y sus direcciones asociadas en la red. Cuando se selecciona un
nombre, el DNS traduce dicho nombre a una dirección numérica y la agrega a un mensaje
para que sea transportado.
11..22..1111..44..88 PPRROOTTOOCCOOLLOO DDEE RREESSOOLLUUCCIIÓÓNN DDEE DDIIRREECCCCIIOONNEESS
El ARP (Address Resolution Protocol) es un protocolo que determina qué dirección de la
red física corresponde a la dirección IP en un paquete. Téngase presente que cualquier
elemento en una red TCP/IP tiene asociados dos direcciones: Una de la red Física
(Subcapa MAC) y otra IP (De la capa de Red).
32
11..33.. FFRREECCUUEENNCCIIAA,, EESSPPEECCTTRROO YY AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA
En este libro, consideraremos las señales electromagnéticas desde el punto de vista de la
transmisión de datos. La señal, que es una función del tiempo, se puede expresar también
en función de la frecuencia; es decir, la señal está constituida por componentes de
diferentes frecuencias. Para comprender mejor la transmisión de datos, el dominio de la
frecuencia resulta ser más ilustrativo que el dominio del tiempo.
11..33..11.. CCOONNCCEEPPTTOOSS EENN EELL DDOOMMIINNIIOO TTEEMMPPOORRAALL
Considerada como función del tiempo, la señal electromagnética puede ser tanto continua
como discreta. Una señal continua es aquella en la que la intensidad de la señal varía
suavemente en el tiempo. Es decir, no se presentan saltos o discontinuidades'. Una señal
discreta es aquella en la que la intensidad se mantiene constante durante un determinado
intervalo de tiempo, tras el cual la señal cambia a otro valor constante. La señal continua
puede corresponder a voz y la señal discreta puede representar valores binarios (0 y 1).
Figura 1.11. Señales Continuas y Discretas en el tiempo
El tipo de señales más sencillas que se puedan considerar son las periódicas, que se
caracterizan por contener un patrón que se repite a lo largo del tiempo. Matemáticamente,
una señal es periódica si cumple:
ttsTts
donde T es el periodo de la señal.
La onda seno es la señal continua fundamental por excelencia. Cualquier onda seno se
representa mediante tres parámetros: Amplitud (A), Frecuencia (f) y Fase (). La
expresión general para una onda seno es:
33
f2Ats sen
11..33..11..11 CCOONNCCEEPPTTOOSS EENN EELL DDOOMMIINNIIOO DDEE LLAA FFRREECCUUEENNCCIIAA
En la práctica, la señal electromagnética puede estar compuesta de muchas frecuencias,
es decir, toda función s(t) periódica de periodo T se puede representar en forma de una
suma infinita de funciones armónicas, es decir,
1i
ii0 tibti
2
ats a sencos
donde el periodo T=2/, y a0, a1, ...ai ... y b1, b2, .... bi .... son los denominados
coeficientes de Fourier.
Toda función periódica de periodo T, se puede transformar en una función periódica de
periodo 2, mediante un simple cambio de escala en el eje t. Escribiendo x=t, tendremos
el periodo T de t convertido en el periodo 2 de x, y la función s(t) convertida en
2
Pxxg f
definida en el intervalo que va de - a +. La serie se expresa en la forma más simple
1i
ii0 xibxi
2
aa sencos , donde los coeficientes se calculan mediante:
y
Usando el análisis de Fourier se puede demostrar que cualquier señal está constituida por
componentes senoidales de cualquier frecuencia. Este resultado es de vital importancia
ya que los efectos de los medios de transmisión sobre las señales se pueden expresar en
el dominio de la frecuencia.
Interesa sin embargo, el análisis de señal en los primeros armónicos de la función que se
transmite.
EEjjeemmpplloo: La siguiente señal: tf323
1tf2ts 11 sensen
Se compone de términos correspondientes a las frecuencias fundamental y de tercer
orden.
34
Obsérvese que la frecuencia de la segunda componente es un múltiplo entero de la
fundamental y el periodo de la señal resultante corresponde al periodo de la frecuencia
fundamental, como se ilustra en la figura 1.12.
Figura 1.12. Suma de componentes en frecuencia
Por tanto, para cada señal en el dominio del tiempo, también existe una función en el
dominio de la frecuencia que especifica las frecuencias constitutivas de la señal. Dicha
35
característica se denomina eessppeeccttrroo ddee llaa sseeññaall. En la figura 1.12, el espectro va desde f1
hasta 3f1.
Obsérvese que limitando la transmisión y tomando los primeros armónicos de la señal
digital, se obtiene una onda resultante que se aproxima razonablemente a la onda
cuadrada original.
Cabe anotar que la mayor parte de la energía de la señal se concentra en una banda de
frecuencias relativamente estrecha. Esta banda se denomina AAnncchhoo ddee BBaannddaa EEffeeccttiivvoo, o
simplemente, AAnncchhoo ddee BBaannddaa.
11..33..22.. RREELLAACCIIÓÓNN EENNTTRREE LLAA VVEELLOOCCIIDDAADD DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN YY EELL AANNCCHHOO DDEE
BBAANNDDAA
Existen varios factores que determinan la velocidad de transmisión de una red, entre ellos
podemos destacar el cable utilizado para la conexión. Dentro del cable existen factores
como:
El ancho de banda permitido.
La longitud.
Existen otros factores que determinan el rendimiento de la red, son:
Las tarjetas de red.
El tamaño del bus de datos de las máquinas.
La cantidad de retransmisiones que se pueden hacer.
El concepto del ancho de banda efectivo es algo impreciso. Se ha definido como la banda
en la que está confinada la mayor parte de la energía de la señal. El concepto “mayor
parte” en este contexto es algo arbitrario. La cuestión importante aquí, es que aunque la
forma de onda dada contenga frecuencias en un rango extenso, por cuestiones prácticas,
el medio de transmisión solo podrá transferir una banda limitada de frecuencias. Esto
hace que la velocidad de transmisión máxima en el medio sea limitada.
Una simple aplicación de la fórmula de Shanon sugiere que son posibles unas
velocidades de transmisión mucho más altas, pero las complicaciones que
necesariamente aparecen en la corrección de fase, retardo y uno de banda lateral única
en general no justifican esto.
36
Se puede demostrar que las componentes en frecuencia de una onda cuadrada se
pueden expresar como
1k1k
1
imparimpar
tkk
1Atfk2
k
1Ats sensen
Luego, esta forma de onda tiene un número infinito de componentes en frecuencia y por
tanto un ancho de banda infinito. Sin embargo, la amplitud de la componente k-ésima, es
solamentek
1 , por tanto, la mayor parte de la energía de esta forma de onda está
contenida en las primeras componentes.
EEjjeemmpplloo:: para ilustrar la relación entre la velocidad de transmisión y el ancho de banda,
supóngase que se está utilizando un sistema de transmisión digital capaz de transmitir
señales con un ancho de banda de 4MHz. Si se transmite una secuencia de unos y ceros
alternantes, como una onda cuadrada, ¿qué velocidad de transmisión se puede
conseguir? Aproximemos la onda cuadrada con una forma de onda como la de la figura
1.12. Aunque es una forma de onda “distorsionada”, es suficiente para que el receptor sea
capaz de discriminar entre un 0 ó un 1 binarios. Ahora, si se toma una fl =106 ciclos por
segundo = lMHz (Frecuencia fundamental), entonces el ancho de banda de la señal:
t10255
1t1023
3
1t102ts 666 sensensen
es 5106 – 106 = 4 MHz. Obsérvese que para fl =1 MHz, el periodo de la frecuencia de la
fundamental es s1s10s10
1T 66 . Al número de cambios de estado o
sincronizaciones por segundo que tienen lugar en una comunicación entre dos equipos se
le denomina baudios. Luego, si se considera esta forma de onda como una cadena de 0
y 1, un bit aparecerá cada 0,5s, para una velocidad de 2106 = 2Mbps. Así, para un
ancho de banda de 4MHz, se consigue una velocidad de transmisión de 2Mbps.
Ahora supóngase un ancho de banda de 8Mhz. Considérese ahora una frecuencia
fundamental de fl =2MHz. Empleando un razonamiento idéntico al anterior, el ancho de
banda e la señal es 52106 – 2106 = 8 MHz. Pero en este caso s50s102
1T 6 ,
,
apareciendo un bit cada 0,25s siendo la velocidad de transmisión en este caso de
4Mbps. Como conclusión, al duplicar el ancho de banda para señales que consideren
análisis hasta el 5° armónico, entonces se duplica la velocidad de transmisión potencial.
Sin embargo, nótese que la señal dada por
37
t10233
1t102ts 66 sensen
se considera adecuada para aproximar a una onda cuadrada. Es decir, la diferencia entre
un pulso positivo y un pulso negativo es suficientemente grande para que la forma de
onda pueda representar adecuadamente la secuencia de unos y ceros. Si se toma ahora fl
=2MHz y usando el mismo razonamiento anterior, entonces el ancho de banda para dicha
señal es: 32106 – 2106 = 4 MHz. Pero en este caso, s50sf
1T1
, . Resultando que
aparece un bit 0,25s siendo la velocidad de transmisión 4Mbps. Por tanto, un ancho de
banda dado puede soportar varias velocidades de transmisión, dependiendo de las
necesidades del receptor.
Como conclusión, cualquier onda digital tendrá un ancho de banda infinito. Si se intenta
transmitir esta forma de onda como una señal por cualquier medio, la naturaleza del
medio, limitará el ancho de banda que se puede transmitir. Es más, para cualquier medio
dado, cuanto mayor es el ancho de banda transmitido, mayor es el costo de éste. Luego,
por un lado, por razones prácticas y económicas, la información digital se aproxima por
una señal de banda limitada. Por otro lado, la limitación del ancho de banda introduce
distorsiones que hacen que la interpretación de la señal recibida sea más difícil. Cuanto
mayor es la limitación en el ancho de banda, mayor es la distorsión, y mayor es la
posibilidad de que se cometan errores en el receptor.
11..33..33.. CCAAPPAACCIIDDAADD DDEELL CCAANNAALL
Una ilustración adicional puede servir para reforzar estos conceptos. En la figura 1.13 se
muestra una cadena de bits a una velocidad de transmisión de 2000 bits por segundo.
Con un ancho de banda desde 1700 hasta 2500Hz la representación es bastante buena.
Con 4000Hz la representación es buena. Es más, estos resultados son generalizables de
la siguiente manera. Si la velocidad de transmisión de la señal digital es N bps, entonces
se puede obtener una representación muy buena con un ancho de banda de 2N Hz. No
obstante, a menos que el ruido sea muy elevado, la secuencia de bits se puede recuperar
con un ancho de banda menor.
Por tanto, hay una relación directa entre la velocidad de transmisión y el ancho de banda:
cuanto mayor es la velocidad de transmisión de la señal, mayor es el ancho de banda
efectivo. Visto de otra manera, cuanto mayor es el ancho de banda de un sistema de
transmisión, mayor es la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en el medio.
38
Figura 1.13. Efecto del Ancho de Banda en señales Digitales
Otra observación que merece la pena establecerse es la siguiente: si se considera que el
ancho de banda de una señal está centrado sobre una frecuencia dada, denominada
frecuencia central, cuanto mayor sea dicha frecuencia, mayor es el ancho de banda
potencial, y por tanto mayor puede ser la velocidad de transmisión. Téngase en cuenta
que si una señal está centrada en torno a 2MHz, su ancho de banda máximo es de 4MHz.
[1]
11..33..33..11 TTEEOORREEMMAA DDEE NNYYQQUU IISSTT
El teorema de Nyquist no establece el número de bits por baudio, que depende del
número de estados que se utilicen. Así, en el caso anterior, si en vez de dos valores de
voltaje utilizamos cuatro (2, 1, 1 y 2 voltios por ejemplo) con el mismo número de
baudios (y de hertz) se puede duplicar el número de bits por segundo.
39
Se puede expresar el teorema de Nyquist también en forma de ecuación relacionándolo
con la velocidad máxima de transmisión, así:
VW2C 2log
donde: W = ancho de banda
V = número de niveles o estados posibles
C = velocidad máxima de transmisión
EEjjeemmpplloo:: Un canal telefónico (W =3 kHz) con tres bits por baudio (ocho estados, V=8) la
máxima velocidad de transmisión posible es 18 Kbps.
Es posible calcular también la eficiencia de un canal de comunicación, E, que es la
relación entre la velocidad de transmisión y el ancho de banda:
WCE
Así, en el caso anterior la eficiencia será de 6 bits/Hz.
Combinando las dos fórmulas anteriores podemos expresar de otra forma el Teorema de
Nyquist:
V2E 2log
Dicho de otro modo, la eficiencia máxima de un canal está fijada por el número de
estados diferentes de la señal, o sea por la forma como se codifica ésta.
Cualquier medio o canal de transmisión tiene un ancho de banda limitado. A continuación
se presentan algunos ejemplos:
TTaabbllaa 11..33:: AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA DDEE AALLGGUUNNAASS SSEEÑÑAALLEESS AANNÁÁLLOOGGAASS
TTiippoo ddee SSeeññaall AAnncchhoo ddee bbaannddaa eenn kkHHzz
Línea telefónica 3
Emisión de radio de onda media (AM) 4.5
Emisión de radio de FM 75
Emisión de televisión PAL 8.000
Red local Ethernet 10.000
Emisión de televisión de alta definición 30.000
Los bits se transmiten por un canal realizando modificaciones en la onda portadora.
EEjjeemmpplloo:: En una línea telefónica podemos utilizar una frecuencia de 1KHz para
representar el 0 y una de 2KHz para el 1; esto se conoce como mmoodduullaacciióónn ddee ffrreeccuueenncciiaa;
si sincronizamos dos equipos para que transmitan un cambio de frecuencia de la
portadora cada 3,333 milisegundos podremos transmitir datos a 300 bps, (si dos bits
consecutivos son iguales en realidad no hay tal cambio). Si en vez de dos frecuencias
40
utilizamos cuatro, por ejemplo 0,5, 1, 1,5 y 2KHz, podremos transmitir con la misma
sincronización 600 bps, ya que enviamos dos bits cada vez al disponer de cuatro estados
o niveles posibles; análogamente si utilizamos ocho estados podremos transmitir 900 bps
(tres bits por vez), y así sucesivamente; ganamos en velocidad, pero a cambio tenemos
que ser más precisos en la frecuencia ya que el número de valores permitidos es mayor.
Así en nuestro ejemplo anterior todas las transmisiones se hacían a 300 baudios, aunque
el número de bits que se transmitía por segundo era diferente en cada caso. Además de
la frecuencia es posible modular la amplitud y la fase de la onda portadora; en la práctica
los módems modernos modulan una compleja combinación de las tres magnitudes para
extraer el máximo provecho posible de las líneas telefónicas, es decir el máximo número
de bps a un número de baudios dado.
A pesar de todo el ingenio utilizado, los canales de transmisión tienen un límite. Ya en
1924 Nyquist observó la existencia de un límite fundamental en las transmisiones digitales
sobre canales analógicos, que se conoce como teorema de Nyquist, y que establece que
el número máximo de baudios que puede transmitirse por un canal no puede ser superior
al doble de su ancho de banda. Así en el caso de la transmisión de datos por una línea
telefónica, con un ancho de banda de 3 KHz, el máximo número de baudios que puede
transmitirse es de 6.000.
Se puede comprender intuitivamente el teorema de Nyquist si imaginamos cuál sería la
frecuencia que tendría una señal digital que transmitiera 6.000 baudios; supongamos por
sencillez que 1 baudio = 1 bps, o sea que manejamos únicamente dos estados, y que
utilizamos una corriente de 1 voltio para indicar un bit a 1 y de 1 voltio para indicar un bit
a 0; la frecuencia mínima de la señal, que sería de cero hertz, se produciría cuando
transmitiéramos continuamente ceros o unos, mientras que la frecuencia máxima se
produciría cuando transmitiéramos la secuencia 010101…, momento en el que
obtendríamos una onda cuadrada de 3 kHz de frecuencia (ya que cada dos bits forman
una oscilación completa); así pues para transmitir 6.000 baudios necesitaríamos un ancho
de banda de 3 kHz, conclusión que coincide con la que habríamos obtenido a partir del
teorema de Nyquist.
Debido a la relación directa que el teorema de Nyquist postula entre ancho de banda y
velocidad de transmisión es frecuente en telemática considerar ambas expresiones
como sinónimos; así decimos por ejemplo que la transmisión de grandes ficheros
41
necesita un elevado ancho de banda queriendo decir que requiere una elevada
velocidad de transmisión.
El teorema de Nyquist es bidireccional, es decir, también se aplica en el sentido opuesto,
cuando se trata de una conversión analógico digital.
EEjjeemmpplloo:: Para que un teléfono RDSI (códec) pueda capturar la señal de audio sin
mermar la calidad respecto a una línea analógica, el teorema de Nyquist establece que la
frecuencia de muestreo deberá ser como mínimo de 6 kHz. En la práctica los teléfonos
digitales muestrean a 8 kHz para disponer de un cierto margen de seguridad. Los
sistemas de grabación digital de alta fidelidad, que muestrean a 44,1 kHz, son capaces de
capturar sonidos de hasta 22 kHz lo cual excede la capacidad del oído humano (en la
práctica suelen filtrarse todas las frecuencias superiores a 20 kHz). Cuando el teorema de
Nyquist se aplica en este sentido se le suele denominar tteeoorreemmaa ddee mmuueessttrreeoo ddee NNyyqquuiisstt.
11..33..33..22 LLEEYY DDEE SSHHAANNNNOONNHHAARRTTLLEEYY
El teorema de Nyquist supone la utilización de un canal de comunicación perfecto, es
decir sin ruido. En la realidad los canales tienen, aparte de otros tipos de ruido, un ruido
aleatorio llamado también ruido térmico, que se mide por su valor relativo a la señal
principal, y se conoce como relación señalruido, S/R ó S/N (signalnoise ratio). El valor
de esta magnitud se suele indicar en decibelios (dB), que equivalen a 10log10 S/N (así 10
dB equivalen a una relación S/N de 10, 20 dB a una relación de 100 y 30 dB a una de
1000).
Ruido de Potencia
Señal de Potencialog10
NS
dB
Una S/N alta significará una señal de alta calidad y la necesidad de un reducido número
de repetidores.
Dado que la percepción de la intensidad del sonido por el oído humano sigue una escala
logarítmica la medida en decibelios da una idea más exacta de la impresión que producirá
un nivel de ruido determinado (este parámetro es uno de los que se utilizan para medir la
calidad de los componentes de un equipo de reproducción musical de alta fidelidad). En
1948 Claude Shannon y Hartley generalizaron el teorema de Nyquist al caso de un canal
de comunicación con ruido aleatorio, derivando lo que se conoce como la lleeyy ddee
SShhaannnnoonnHHaarrttlleeyy, que está expresada en la siguiente ecuación:
42
N
S1WC 2 log
(De nuevo aquí W representa el ancho de banda y C la velocidad de transmisión).
EEjjeemmpplloo:: Con un ancho de banda de 3 kHz y una relación señalruido de 30 dB (o sea
1000, valor típico de una buena conexión telefónica) se obtiene una velocidad de
transmisión máxima de 29.902 bps. Si la relación señalruido desciende a 20 dB (cosa
bastante normal) la velocidad máxima baja a 19.963 bps.
Esto representa el máximo límite teórico que se puede conseguir. Sin embargo, en la
práctica, se consiguen razones de bits mucho menores. Una razón para esto es que la
fórmula anterior supone ruido blanco (ruido térmico). Además, no se han tenido en cuenta
el ruido impulsivo, la atenuación o la distorsión de retardo.
Al expresar en términos de eficiencia, entonces se obtiene:
N
S1E 2 log
Vista de este modo la Ley de ShannonHartley establece una eficiencia máxima para un
valor dado de la relación señalruido, independientemente de la frecuencia y del ancho de
banda asignado al canal.
EEjjeemmpplloo:: Para una relación señalruido de 40 dB la eficiencia máxima teórica es de 13,3
bps/Hz. En la práctica la eficiencia de una señal depende de muchos factores y puede
estar en un rango muy amplio, entre 0,25 y 10 bps/Hz.
Conviene destacar que tanto el teorema de Nyquist como la Ley de ShannonHartley han
sido derivados sobre la base de planteamientos puramente teóricos y no son fruto de
experimentos; además de eso han sido verificados reiteradamente en la vida real. Por
tanto su validez puede considerarse universal y los contraejemplos deberían tratarse con
el mismo escepticismo que las máquinas de movimiento perpetuo. Haciendo un cierto
paralelismo con la Termodinámica se podría decir que el Teorema de Nyquist equivale al
primer principio de la Termodinámica (que postula la ley de conservación de la energía) y
la Ley de ShannonHartley equivale al segundo principio, que establece que no es posible
convertir totalmente en trabajo útil la energía obtenida de una fuente de calor, o dicho de
otro modo, que un motor nunca puede funcionar al 100% de eficiencia.
43
11..33..33..33 TTAAZZAA DDEE EERRRROORR YY VVEELLOOCCIIDDAADD DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN
Un parámetro relacionado con la S/N que es más adecuado para determinar las tasas de
error y la velocidad de transmisión. Este parámetro es la razón entre la energía de la
señal por bit y la densidad de potencia por hertz del ruido, Eb/N0. Sea una señal, digital o
analógica, que contenga datos digitales binarios transmitidos a una razón de bits R.
Recordando que 1W = 1J/s, la energía por bit de la señal es Eb = STb, donde S es la
potencia de la señal y Tb es el tiempo necesario para enviar un bit.
La velocidad de transmisión es R = 1/Tb. Por tanto, RTK
S
N
NS
N
E
00
b
. La expresión en
decibelios queda:
T10dB6228R10SN
E
0
b log.log
Este cociente es importante ya que para datos digitales la taza de error en un bit es una
función decreciente de este cociente.
11..33..44.. PPEERRTTUURRBBAACCIIOONNEESS EENN LLAA SSEEÑÑAALLEESS DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN
En cualquier sistema de comunicaciones se debe aceptar que la señal que se recibe
diferirá de la señal transmitida debido a varias adversidades y percances en la
transmisión.
En las señales analógicas, estas dificultades introducen diversas alteraciones aleatorias
que degradan la calidad de la señal. En las señales digitales, se producen bits erróneos.
Así por ejemplo, un 1 binario se transformará en 0 y viceversa.
11..33..44..11 AATTEENNUU AACCIIÓÓNN
La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de transmisión. En
medios guiados, esta reducción de la energía es por lo general logarítmica y por tanto se
expresa típicamente como un número constante en decibelios por unidad de longitud. En
medios no guiados, la atenuación es una función más compleja de la distancia y
dependiente a su vez de las condiciones atmosféricas. Se pueden establecer tres
consideraciones respecto a la atenuación. Primera, la señal recibida debe tener suficiente
energía para que la circuitería electrónica en el receptor pueda detectar e interpretar la
señal adecuadamente. Segunda, para ser recibida sin error, la señal debe conservar un
44
nivel suficientemente mayor que el ruido. Tercera, la atenuación es una función creciente
de la frecuencia.
Los dos primeros problemas se resuelven controlando la energía de la señal, para ello se
usan amplificadores o repetidores. En un enlace punto-a-punto, la energía de la señal en
el transmisor debe ser lo suficientemente elevada para que se reciba con inteligibilidad,
pero no tan elevada para que sature la circuitería del transmisor, lo que generaría una
señal distorsionada. Más allá de una cierta distancia, la atenuación es inaceptable, y para
soslayar eso, los repetidores o amplificadores realzan la señal periódicamente. Este tipo
de problemas son aún más complejos en líneas multipunto, en las que la distancia entre el
transmisor y el receptor es variable.
El tercer problema es especialmente relevante para el caso de las señales analógicas.
Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia, la señal recibida está
distorsionada, reduciéndose así la inteligibilidad. Si se quiere solucionar este problema,
existen técnicas para ecualizar la atenuación en una banda de frecuencias. En el caso de
líneas telefónicas esto se realiza normalmente usando bobinas de carga que cambian las
propiedades eléctricas de la línea, dando lugar a un suavizado de los efectos de la
atenuación. Otra aproximación alternativa es la utilización de amplificadores que
amplifiquen más las frecuencias altas que las bajas.
La atenuación se expresa en una base de frecuencias de 1000 Hz con una potencia
conocida, posteriormente se mide la potencia. Luego, la atenuación se expresa con la
siguiente fórmula:
1000
f10f
P
P10N log
La distorsión de atenuación es un problema mucho menor para las señales digitales.
Como ya se ha mencionado, la energía de la señal digital decae rápidamente con la
frecuencia, pues la mayor parte de sus componentes están concentradas cerca de la
frecuencia fundamental o razón de bits (en bits/segundo o bps) de la señal.
11..33..44..22 DD II SSTTOORRSS IIÓÓNN DDEE RREETTAARRDDOO
La distorsión de retardo es un fenómeno peculiar de los medios guiados. Esta distorsión
está causada por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal en el medio
varía con la frecuencia. Para una señal de banda limitada, la velocidad tiende a ser mayor
cerca de la frecuencia central y disminuye al acercarse a los extremos de la banda. Por
45
tanto, las distintas componentes en frecuencia de la señal llegarán al receptor en
instantes diferentes de tiempo.
Este efecto se llama distorsión de retardo, ya que la señal recibida está distorsionada
debido al retardo variable que sufren sus componentes. Supóngase que se está
transmitiendo una secuencia de bits usando tanto señales analógicas como digitales.
Debido a la distorsión de retardo, algunas de las componentes de la señal en un bit se
desplazarán hacia otras posiciones, provocando la interferencia entre símbolos, que es la
limitación principal a la razón de bits máxima.
11..33..44..33 RRUU IIDDOO OO IINNTTEERRFFEERREENNCCIIAA
En cualquier dato transmitido, la señal recibida consistirá en la señal transmitida
modificada por las distorsiones introducidas por el sistema de transmisión, además de
señales no deseadas que se insertan entre el emisor y el receptor. A estas últimas se les
denomina ruido. El ruido es el factor de mayor importancia a la hora de limitar las
prestaciones de un sistema de comunicación.
El ruido puede clasificarse según su origen en:
Ruido térmico
Ruido de intermodulación
Diafonía
Ruido impulsivo
El ruido térmico se debe a la agitación térmica de los electrones dentro del conductor.
Está presente en todos los dispositivos electrónicos y medios de transmisión; como su
nombre indica es función de la temperatura. El ruido térmico está uniformemente
distribuido en el espectro de frecuencias y es por esto por lo que a veces se denomina
ruido blanco. El ruido térmico no se puede eliminar y por tanto impone un límite
superior en las prestaciones de los sistemas de comunicación. La cantidad de ruido
térmico en un ancho de banda de 1 Hz en cualquier dispositivo o conductor es
TkN0
N0 = Densidad de potencia del ruido, en Hz
W
k = Constante de Boltzmann = K
J1038031 23,
T = Temperatura, en grados Kelvin
46
Se supone que el ruido es independiente de la frecuencia. Así pues, el ruido térmico
presente en un ancho de banda de W hertz se puede expresar en watios como
WTkN
o, en decibelios:
W10T10dB6228W10T10k10N loglog,logloglog
Cuando señales de distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión
puede producirse un ruido de intermodulación. El efecto del ruido de intermodulación
es generar señales a frecuencias que sean suma o diferencia de las dos frecuencias
originales, o múltiplos de éstas. Por ejemplo, la mezcla de las señales de frecuencias fl
y f2 puede producir energía a frecuencias fl + f2. Estas componentes espúreas podrían
interferir con otras a la frecuencia fl + f2.
El ruido de intermodulación se produce cuando hay alguna “no linealidad” en el
transmisor, receptor, o en el sistema de transmisión. Normalmente, estos sistemas se
comportan como sistemas lineales; es decir, la salida es igual a la entrada multiplicada
por una constante. En los sistemas no lineales, la salida es una función más compleja de
la entrada. Estas componentes pueden aparecer debido al funcionamiento incorrecto de
los sistemas o por el uso de excesiva energía en la señal. Bajo estas circunstancias
aparecen términos suma o diferencia, o lo que es lo mismo, ruido de intermodulación.
La diafonía la ha podido experimentar todo aquel que al usar un teléfono, haya oído
otra conversación; se trata en realidad de un acoplamiento no deseado entre las líneas
que transportan las señales. Esto puede ocurrir por el acoplamiento eléctrico entre
cables de pares cercanos, o en raras ocasiones, en líneas de cable coaxial que porten
varias señales. La diafonía también puede aparecer cuando las señales no deseadas
se captan en las antenas de microondas; aunque son altamente direccionales, la
energía de las microondas se dispersa durante la transmisión. Típicamente, la diafonía
es del mismo o igual orden de magnitud que el ruido térmico.
Los ruidos anteriores son razonablemente predecibles y de magnitud constante. Así pues,
es posible idear un sistema de transmisión que les haga frente.
Por el contrario, el ruido impulsivo es no continuo y está constituido por pulsos o picos
irregulares de corta duración y de amplitud relativamente grande. Se generan por una
gran diversidad de causas, como por ejemplo por perturbaciones electromagnéticas
exteriores producidas por tormentas atmosféricas, o fallos y defectos en los sistemas
de comunicación.
47
Generalmente, el ruido impulsivo no tiene mucha transcendencia para los datos
analógicos. Por ejemplo, la transmisión de voz se puede perturbar mediante chasquidos o
crujidos cortos sin ninguna pérdida de inteligibilidad. Sin embargo, el ruido impulsivo es
una de las fuentes principales de error en la comunicación digital de datos. Por ejemplo un
pico de energía con duración de 0,01s no inutilizaría datos de voz, pero podría corromper
50 bits aproximadamente si se transmiten a 4800 bps.
48
11..44.. CCOONNCCEEPPTTOOSS SSOOBBRREE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS EENN RREEDDEESS LLAANN
Una vez comprendidas y estudiadas las señales involucradas en un sistema de
telecomunicaciones, es conveniente examinar la manera como los artefactos de una LAN
se comunican entre sí, es decir, cómo se generan las señales desde las estaciones donde
se envían los datos, cómo encuentran estas la destinación correcta y el procesamiento
que recibe la señal una vez llega a su destino.
11..44..11.. SSEEÑÑAALLIIZZAACCIIÓÓNN DDEE CCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
La función más básica de una LAN es la generación de datos digitales, pues toda la
información que se procesa en una PC debe ser de formato consistente con el binario (0 ó
1). Se reconocen dos técnicas de transmisión digital:
Envío de los datos como una señal digital sin cambios.
Generación de los datos como señal digital, cambio a señal análoga para transmisión
y reconvertirla a señal digital.
11..44..11..11 SSEEÑÑAALL II ZZAACCIIÓÓNN DD IIGG IITTAALL
En este caso la transmisión se realiza de manera digital. La señal consiste en una serie
de pulsos de voltaje, si el medio de transmisión es cobre, o pulsos de luz, si se transmite
por fibra óptica.
Dado que la señal sólo puede tomar dos valores, entonces la manera más simple de
transmitir una señal digital es empleando dos niveles de voltaje o de luz (Uno para cada
binario 1 ó 0).
Los esquemas de codificación de voltaje también son aplicables a la codificación en luz.
11..44..11..11..11 CCOODDIIFFIICCAACCIIÓÓNN SSIINN RREETTOORRNNOO AALL NNIIVVEELL CCEERROO
Conocido como NRZL (Nonreturn to Zero Level), en este esquema la señal nunca vuelve
a ser cero. El código emplea el voltaje negativo para representar el dígito binario 1 y el
nivel de voltaje positivo para representar el dígito binario 0. En la medida que el flujo de
bits permanece constante (Una serie de 1's ó una serie de 0's), la señal de voltaje no
cambiará.
Una desventaja de este modo de transmisión es la dificultad para determinar donde
comienza un bit y dónde comienza otro. En caso que exista una serie larga de 1's ó de
49
0's, entonces la salida es un voltaje constante sobre largo periodo de tiempo, lo cual
puede conllevar pérdida de sincronismo.
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
+
-
V
o
l
t
a
j
e
0
Figura 1.14. Codificación NRZL
En la codificación NRZL la señal sólo cambia cuando se envía un 1 (No hay cambio si se
envía un 0)
11..44..11..11..22 CCOODDIIFFIICCAACCIIÓÓNN MMAANNCCHHEESSTTEERR
Este esquema es un ejemplo de la técnica de codificación bifásica, en la que al menos
existe una transición en el nivel de voltaje por bits. En consecuencia, se tendrá una razón
de codificación equivalente al doble que el NRZL. Por consiguiente, también aumenta el
requerimiento de ancho de banda, con las siguientes ventajas:
Al ser predecible la transición por cada bit enviado, el receptor puede sincronizarse en
dicha transición. Por ello se denomina código autocronometrable.
La ausencia de una transición esperada puede dar indicio de la existencia de un error.
Podría ocurrir un error en caso que el ruido invierta la señal antes y después de la
transición.
En la codificación Manchester existe una transición en medio de cada bit enviado. Así, un
0 se representa por un flanco de bajada y un 1 por un flanco de subida.
50
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
+
-
V
o
l
t
a
j
e
0
Figura 1.15. Codificación Manchester
La transición en la mitad del bit también sirve como mecanismo de control.
11..44..11..11..33 CCOODDIIFFIICCAACCIIÓÓNN MMAANNCCHHEESSTTEERR DDIIFFEERREENNCCIIAALL
Esta es otra técnica de codificación bifásica. Este esquema presenta una transición en la
mitad de cada compás de bit, lo cual permite control. Un bit 0 se representa por la
transición al principio de cada periodo de bits. Un 1 corresponde a la ausencia de
transición al comienzo de cada periodo de bits.
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
+
-
V
o
l
t
a
j
e
0
Figura 1.16. Codificación Manchester Diferencial
Una ventaja de este método consiste en facilitar la decodificación de la señal, pues se
compara la diferencia entre niveles de señales adyacentes en vez de determinar en valor
numérico absoluto del nivel de voltaje. Por tanto, se logra confiabilidad para no borrar
falsas transiciones debidas a ruidos externos.
51
11..44..11..11..44 CCOODDIIFFIICCAACCIIÓÓNN DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN MMUULLTTIINNIIVVEELL
Conocido como MLT3 (Multilevel Tranmit), corresponde a un código de tres niveles, en
el que un 1 provoca el cambio de un nivel a otro. Si existe un 0, no se provoca cambio.
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
+
-
V
o
l
t
a
j
e
0
Figura 1.17. Codificación MLT3
La ventaja de este esquema es la reducción en el número de cambios de voltaje
necesarios para transmitir un determinado flujo de bits, lo que disminuye el ruido eléctrico.
11..44..11..22 SSEEÑÑAALL II ZZAACCIIÓÓNN AANNÁÁLLOOGGAA
En este caso, se transmiten los datos digitales en señales análogas, lo cual corresponde a
la variación electromagnética continua en el cobre o variación de la luz en la fibra óptica.
Dado que las señales análogas corresponden a una onda continua, la información digital
debe ser codificada usando un módem, para que se modulen una o varias características
de la señal (Amplitud, frecuencia, fase).
La información digital debe representarse mediante elementos apropiados para la
transmisión en un medio dado. Dicha señal debe ser reconocida por el elemento receptor
y decodificada para reproducir los datos originales.
La manera como se codifique optimizará la transmisión en términos económicos y de
operación de la red. Igualmente, se pueden combinar de varias maneras para incrementar
la eficiencia del sistema.
52
11..44..11..22..11 EESSQQUUEEMMAA AAMMPPLLIITTUUDD MMOODDUULLAADDAA
También conocida como ASK (Amplitudeshift keying). En este esquema, los valores
binarios de la señal digital se representan con dos amplitudes diferentes en la señal
análoga de frecuencia. Comúnmente, una de estas amplitudes es cero (Ausencia de
frecuencia).
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
Señal Digital
Señal Análoga
Figura 1.18. Esquema A.M (ASK)
Uno de estos valores binarios se representan por la presencia de una señal en frecuencia,
en tanto que el otro valor binario se representa con la ausencia de la señal en frecuencia.
11..44..11..22..22 EESSQQUUEEMMAA FFRREECCUUEENNCCIIAA MMOODDUULLAADDAA
Conocida también como FSK (Frequencyshift keying). En este esquema los dos dígitos
binarios se representan por dos frecuencias.
Dicho esquema se emplea principalmente para transmisiones de altas frecuencias (4
30MHz)
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
Señal Digital
Señal Análoga
Figura 1.19. Esquema F.M (FSK)
53
11..44..11..22..33 EESSQQUUEEMMAA MMOODDUULLAACCIIÓÓNN DDEE FFAASSEE
También se conoce como PSK (Phaseshift keying). En este esquema, se codifican los
datos cambiando la fase de la señal análoga.
En un esquema bifásico, el dígito binario 0 se representa mediante el despliegue de una
señal de la misma fase que la señal antecesora. Un 1 se representa enviando un
despliegue de señal que se envía con una fase opuesta que la señal antecesora.
1 1 0 0 1 0 1Flujo de Bits
Señal Digital
Señal Análoga
Figura 1.20. Esquema P.M (PSK)
En este esquema es posible modular empleando más de dos cambios de fase. A ello se le
denomina Modulación Cuadrática de Fase (Quadrature PhseShift Keying QPSK), por
ejemplo, 4 bits son codificados en un mismo instante de tiempo en un mismo cambio de
fase.
11..44..22.. DDIIRREECCCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE LLAA CCOOMMUUNNIICCAACCIIÓÓNN
Una dirección es un código único de identificación que se asigna a un elemento de la red,
para que pueda enviar y recibir mensajes de manera independiente.
Cada elemento de la red conoce su propia dirección y acepta cualquier mensaje enviado
a dicha dirección. Igualmente, el elemento transmisor es responsable por la especificación
correcta de la dirección a la que va dirigido el mensaje.
En caso que muchas redes estén interconectadas un segundo nivel de direccionamiento
es requerido para distinguir una red de otra y para proporcionar la singularidad de los
elementos individuales.
54
11..44..22..11 IIDDEENNTTII FF IICCAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS EESSTTAACCIIOONNEESS
Para que se comuniquen elementos en una red, éstos deben estar en capacidad de
contactarse entre sí. Por esta razón, cada elemento de red debe tener una única
dirección. La manera como a estos elementos se les asignan la dirección es función de la
clase de red que se emplea.
DDIIRREECCCCIIOONNEESS UUNNIIVVEERRSSAALLEESS:: Cada elemento de red tiene una única identificación, la
mayoría de las veces, enclavada por el fabricante de las estaciones de trabajo. Para evitar
duplicaciones los bloques de direcciones son asignados a cada fabricante por una
organización administrativa central (Usualmente, una autoridad de normalizaciones).
DDIIRREECCCCIIOONNEESS AADDMMIINNIISSTTRRAADDAASS LLOOCCAALLMMEENNTTEE:: Se conoce como direccionamiento específico
de red. En este caso, el propietario de la red asigna los bloques de direcciones. Con este
método, es posible que se dupliquen nombres en otras redes. En este caso, se debe
asignar un único identificador de red para proporcionar una única dirección en conexiones
de red a red.
Dependiendo del entorno de Red LAN, se fijan las direcciones. En algunos casos, ya
vienen definidas las direcciones universales en la Tarjeta de Interfaz de Red (NIC). En
otros casos, las direcciones pueden fijarse las direcciones localmente administradas
mediante la instalación individual de la LAN.
11..44..22..22 UUSSOO DDEE LLAASS DD II RREECCCCIIOONNEESS
En un entorno de red, cada elemento proporciona una identificación única. Ello se conoce
como Dirección del Elemento. Para comunicaciones entre elementos, esta identificación
es más que suficiente.
En el caso que se requieran comunicaciones LAN a LAN, LAN a WAN o algún otro
elemento fuera del dominio de la Red Local, la dirección de la red de destino es requerida,
ya que pueden existir nombres duplicados en un entorno de varias redes.
11..44..33.. PPRROOCCEESSAAMMIIEENNTTOO DDEE LLAA CCOOMMUUNNIICCAACCIIÓÓNN
Los datos en una Red LAN siguen las secuencias de procesamiento y transferencia entre
puntos para ir de un elemento a otro. Una vez se realice el requerimiento para los
servicios de red, ocurren los siguientes procedimientos:
El software del equipo identifica el requerimiento de la red.
55
El requerimiento se enruta a la Tarjeta de Interfaz de Red (Network Interface Card
NIC), conectando el elemento a la red.
La NIC divide el requerimiento en pequeñas unidades (Conocidas como paquetes o
tramas)
Los paquetes/tramas se colocan en el canal de transmisión de la red LAN.
En el elemento receptor, los paquetes o tramas son ensamblados por la NIC y luego
procesados.
Un paquete proporciona el formato necesario para transmitir mensajes desde el elemento
de una red a otro.
Los componentes y apariencia de un paquete es función de la arquitectura de red LAN. [2]
56
22.. MMEEDDIIOOSS DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN
El medio de transmisión es probablemente la parte más crítica en el diseño de una red,
especialmente cuando se trata de redes locales. Mientras que el conjunto de protocolos a
utilizar suele estar determinado de antemano por factores externos, y permite por tanto
poco margen de maniobra, en el medio físico de transmisión se dan generalmente varias
posibilidades razonables. Además las inversiones que se hacen en infraestructura suelen
ser la parte más importante de la red y la más difícil de modificar más adelante. Por otro
lado, este es un campo que por suerte o desgracia evoluciona con mucha rapidez, y lo
que hoy puede parecer adecuado quizá no lo sea dentro de dos años; para tomar una
decisión acertada es necesario hacer una estimación objetiva de las necesidades actuales
y futuras, y una valoración adecuada de las tecnologías disponibles tomando en cuenta su
relación costo/prestaciones.
Téngase en cuenta que este es un campo tan dinámico que para cuando se terminen sus
estudios es probable que hayan surgido nuevos sistemas de transmisión que aquí no
hayamos mencionado. Afortunadamente existen multitud de revistas de ámbito nacional e
internacional que tratan con más o menos detalle de las novedades que se producen en
cuanto a medios de transmisión; los fabricantes de equipos suelen estar también bien
informados de estos temas, y su literatura es otra fuente de información.
Las señales de telecomunicaciones pueden viajar de distintas maneras:
Mediante Ondas de Radio
Mediante señales eléctricas en cables
Como pulsos sonoros
Como rayos de luz a través del aire.
Como rayos de luz a través de fibras ópticas.
El propósito fundamental de la estructura física de la red consiste en transportar, como
flujo de bits, la información de un lugar a otro. Para realizar esta función se van a utilizar
diversos medios de transmisión. Estos se pueden evaluar atendiendo a los siguientes
factores:
57
Tipo de conductor utilizado.
Velocidades máximas que pueden proporcionar (ancho de banda).
Distancias máximas que pueden ofrecer.
Inmunidad frente a interferencias electromagnéticas.
Facilidad de instalación.
Costo.
Capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace.
Los principales soportes físicos de la transmisión en sistemas de comunicaciones en
edificios son cables de los siguientes tipos: par trenzado, apantallado o sin apantallar,
coaxial y fibra óptica.
Por ejemplo, en el caso del sistema telefónico se basa en el uso de cables de par
trenzado, tanto para la transmisión digital como analógica. El ancho de banda depende de
múltiples factores: el grosor del cable, la distancia, el tipo de aislamiento, la densidad de
vueltas o grado de trenzado, etc. Pueden llegar a transmitir con capacidades del orden de
Mbps a varios kilómetros. Hoy en día todos los sistemas de red local pueden emplear este
tipo de cable, que es junto con la fibra óptica el más utilizado. Debido a sus características
es de esperar que siga siendo popular durante bastantes años. En este capítulo, se
refieren conceptos de forma más técnica y detallada, concernientes a las varias clases de
cables y medios de transmisión de telecomunicaciones.
58
22..11.. CCAABBLLEESS DDEE PPAARR TTRREENNZZAADDOO PPAARRAA TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS
Un cable que emplea un par de alambres que se trenzan alrededor entre ellos, recibe el
nombre de par trenzado. En un conductor de par trenzado, se enrollan dos conductores
para formar un par. Cada conductor incluye dos o más pares de alambres. Esta
configuración en espiral permite aprovechar las propiedades eléctricas que viajan por un
cable. Si ambos cables en el par lleva la misma señal, cada cable permite amplificar la
señal del otro, disminuyendo los efectos de las interferencias EMI/RFI.
El cable de Par Trenzado es el tipo de cable más común y se originó como solución para
conectar teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado. Con anterioridad,
en Europa, los sistemas de telefonía empleaban cables de pares no trenzados. El par
trenzado en un par de hilos de cobre aislados, de alrededor de 1 milímetro de diámetro.
Un cable suele llevar varios hilos (típicamente 4 u 8) que normalmente están doblados
dos a dos formando una doble (o cuádruple) hélice, como una molécula de ADN, por lo
que se le suele denominar cable de pares trenzados (twisted pair). Esto se hace para
minimizar la interferencia eléctrica que pueden recibir de fuentes próximas, como por
ejemplo los pares vecinos, y la que pueden emitir al exterior. Los cables pueden o no
estar apantallados.
22..11..11.. MMOODDEELLAACCIIÓÓNN DDEE UUNNAA LLÍÍNNEEAA DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS
Una línea de transmisión de datos se compone de dos o más conductores que transmiten
señales eléctricas desde un punto a otro. La figura 2.1 ilustra un ejemplo de disposición
de esta línea. Se requiere de un modelo para verificar cómo las señales eléctricas de
voltaje y corriente se transmiten entre puntos.
Dado que los conductores A y B no son ideales (Pues tienen resistividad 0) entonces
tienen una resistencia específica A
lR , la cual se expresa por unidad de longitud.
Además el medio que contiene los conductores no es perfectamente aislante, ya que se
presentan pequeños flujos de ligadura y pérdidas dieléctricas entre los alambres, las
cuales se representan como un impedancia shunt en la línea y se expresa en términos de
conductancia por unidad de longitud.
Trabajando en condiciones cuasiestáticas se entiende la existencia de un voltaje debido al
campo eléctrico. De las teoría electromagnética se obtiene:
59
l
dEV
Este potencial eléctrico sólo existe si existen cargas electrostáticas de distinta polaridad,
como lo estipula la ley de Coulomb:
2r4
qE
E se expresa en Voltio/metro, q en Coulombios, r en metros y en Faradios/metro. Estas
cargas representan una capacitancia (C=q/V) la cual se considera en shunt para el
modelo de la línea.
Por la Ley de Ampere, se sabe que la corriente debida al flujo magnético es:
l
dHI
y por Ley de BiôrtSavart:
3r4
rdlBd
l
Donde B se expresa en webers/metro H en Amperio/metro y en Henrio/metro
Figura 2.1. Línea de Transmisión de dos conductores paralelos
Si el flujo magnético () que hay entre los dos conductores varía en función del tiempo, de
acuerdo con la Ley de Faraday:
td
dV
Una pequeña sección de puede presentar una caída de potencial (Además de la que se
debe a la resistencia). Dicha caída se debe a la inductancia dada por:
t
i
d
dLV
Luego, los elementos a considerar en la conformación del modelo de la línea de
transmisión se muestran en la figura 2.2.
60
l
l·Gl·C
l·R l·L
l
l·G l·C
l·Ll·R
l·C
l·L l·R
l·G
l
Figura 2.2. Elementos Circuitales
Antes de proceder con la elaboración del modelo, hay que tener en cuenta las siguientes
limitaciones:
Una línea de transmisión real no consiste en un número infinito de pequeñas secciones
aglomeradas, sino más bien se representa por una red de parámetros distribuidos. Para
que el modelo de aglomerados represente efectivamente la línea de transmisión (Figura
2.3), la longitud entre elementos deberá ser muy pequeña en relación con pequeñas
longitudes de onda (Altas frecuencias) para que el modelo sea aplicable. Dentro de estos
límites, se toman diferenciales, tal que la sección de longitud se aproxime a cero. El
modelo considerado en la figura 2.3 no incluye términos de segundo orden, como son el
incremento en la resistencia debido al efecto piel o a las pérdidas dieléctricas no lineales.
l
l·Gl·C
l·R l·L
l
l·Gl·C
l·R l·L
l
l·Gl·C
l·R l·L
l
l·Gl·C
l·R l·L
Figura 2.3. Modelo de Línea de Transmisión compuesto de secciones cortas conectadas en serie
22..11..11..11 IIMMPPEEDDAANNCCIIAA DDEE EENNTTRRAADDAA DDEE UU NNAA LL ÍÍNNEEAA DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN
La impedancia serie está dada por: Zs = l(R+JL)
La impedancia shunt se estima mediante: CJG
1
Y
1Z
pp
l
l
l·Gl·C
l·R l·L
l
l·Gl·C
l·R l·L
l
l·Gl·C
l·R l·L
Iin
Iin
Vin
Figura 2.4. Secciones conectadas en serie que forman una línea de parámetros distribuidos
61
Como se asume que el modelo de la figura 2.4 es infinita en longitud, entonces la
impedancia que se observa en cualquier sección cruzada debe ser igual: Z1= Z2 = Z3 , etc.
Por tanto, es posible simplificar la red donde Z0 se conoce como impedancia característica
de la línea y Zin debe igualar esta impedancia.
De la figura 2.5.b se obtiene:
0p0
p0
sin ZZZ
ZZZZ
Que es equivalente a : Z02 ZsZ0 ZsZp = 0
La cual se soluciona empleando la fórmula cuadrática:
2
ZZ4ZZZ
ps2ss
0
Quedando entonces:
CJG
LJR4LJR
2
1
2
LJRZ
220
l
l
Zs
Zs
Zs
Zs
Zp
Zp
Zp
Zp
Al
infinito
Zin
l l l l
1 2 3 40
1' 2' 3' 4'0'
Z1
Z2
Z3
Z4
Figura 2.5.a. Red en cascada de una línea de transmisión
Zs
Zp
l
Zin
Z0
V1
V2
Figura 2.5.b. Equivalente de una red de transmisión
Los parámetros R,L,G,C deben ser especificados en unidades por unidad de longitud.
Como se toman porciones de conductores en los que l es un término aproximado a cero,
entonces esta ecuación se reduce a: ps0 ZZ
CJG
LJRZ
Obsérvese que este término es independiente de la longitud de los conductores.
62
En particular, si se asume una frecuencia significativamente alta: kHz100
2
y dado
que JL>>R y JC>>G, entonces la impedancia equivalente se escribe: C
LZ0
En el rango de frecuencias bajas: kHz1
2
se obtiene JL<<R y JC<<G, entonces
la impedancia equivalente queda: G
RZ0
Un cable de par trenzado típico se comportará con curvas similares a la de la figura 2.5.
La impedancia característica Z0 se hace constante por encima de los 100kHz. Este rango
es de interés, ya que el espectro de frecuencia de los pulsos enviados a través de la línea
de transmisión tiene una frecuencia fundamental en el área de 1 50MHz, con armónicos
que se extienden a frecuencias más altas.
La impedancia característica comúnmente se deriva de un barrido de frecuencias en la
entrada de la línea, empleando un analizador de redes con ajuste de parámetro S.
Como resultado, la medición de la impedancia de entrada para un cable
eléctricamente largo (Es decir, mayor que 1/8 veces la longitud de onda) fluctuará en
función de la frecuencia. Estas fluctuaciones se superponen en la curva de
impedancia característica, la cual se aproxima asintóticamente a un valor definido para
frecuencias mayores de 1MHz. La impedancia característica puede entonces
obtenerse de estas mediciones.
Figura 2.6. Impedancia Característica vs Frecuencia
63
La gráfica 2.7 ilustra la respuesta de una línea de transmisión de 96 ante un escalón de
2V, y la corriente de entrada requerida para distancias de 150, 300, 450, 1050, y 3000
metros respectivamente Las trazas inferiores ilustran el voltaje de salida para varias
longitudes de líneas. Nótese que la corriente de entrada máxima es la misma para todas
las longitudes, y depende únicamente del voltaje de entrada y de la resistencia
característica. (Iin = Vin/R0 20mA)
Figura 2.7.a. Comportamiento de la corriente ante un escalón de 2V en una línea de 96
V
l
P5 Ohm
Iin
Vin
Vout
Z0
R0=Z
0
l = 50, 100, 175, 350, 700, 1050 metros
Cable 24 AWG, con R0 = 96 Ohm
Figura 2.7.b. Circuito de Prueba
Es usual estimar la corriente de entrada a una línea empleando la fórmula: idt
dVC
,
donde C es la capacitancia (Faradios). Por ejemplo, considerando una línea de 1km de
largo, con una capacitancia total de 0.06F, con un dV/dt = 2V/10ns, entonces ello
arrojaría A12F060ns10
V2i . , lo cual claramente no es el caso. Si una señal con un periodo lo
suficientemente demorada para acoplarse a la constante de tiempo de la línea (tr >>),
entonces la fórmula idt
dVC
estimará el pico de la corriente de entrada. En el ejemplo, si
dV/dt = 2V/20s (tr = 20s > = 6s), entonces i = 6mA. Lo cual se verifica en la figura 2.8.
64
Figura 2.8.a. Corriente de entrada con tr>2
V
l = 1050 m
5 OhmIin
Vin
Vout
R0 = 96 Ohm, Fase = 1.6 ns/t
Figura 2.8.b. Circuito de Prueba
El aumento en la capacitancia implica una disminución del ancho de banda del medio.
Adicionalmente, la impedancia característica aumenta cuando se abren los pares
trenzados del cable en cuestión.
22..11..11..22 CCAAMMBBIIOO DDEE FFAASSEE YY VVEELLOOCCIIDDAADD DDEE PPRROOPPAAGG AACCIIÓÓNN PPAARRAA LLAA
LL ÍÍNNEEAA DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN
Debido a la acción de las componentes inductivas y capacitivas de la línea, existirán
cambios en la fase y de la amplitud de la señal que se transmite.
En la figura 2.5.b, se distingue:
0p
0p
s0p
0p
12
ZZ
ZZZ
1
ZZ
ZZVV
Que es equivalente a:
0p
0p0ps
2
1
ZZ
ZZZZZ
V
V
Y aún más simplificación arroja:
p0s
2
1
Z
1
Z
1Z1
V
V
Al emplear la constante de propagación lll J y dado que la señal de voltaje en
el extremo final es: lll J
1112 VVVV
, donde l1V corresponde a la atenuación de
65
la señal y lJ1V es el cambio de fase desde V1 hasta V2. Por tanto, tomando logaritmo en
dicha ecuación.
p
s
p
sp0
s2
1 YZ
YZ1
Z
1
Z
1Z1
V
Vlnllnln
Ahora, si se toma la sección l muy pequeña, entonces la expresión Yp = l(G+JC) será
mucho menor que si se compara con la constante: 0s
p
Z1
ZY
. Teniendo en cuenta
que la expresión para Z0 es independiente de la longitud del cable, entonces se puede
reescribir la expresión para la constante de propagación como:
sps
p
s ZY1Z
YZ1
lnlnl
Por expansión en series de potencia: etc32
132
...ln
, y como 1ZY sp
debido a la pequeña sección de longitud, entonces:
CJGLJRCJGLJRYZ ps ll
Es bien sabido que predominan los parámetros complejos sobre los reales, de manera
que la expresión para la constante de propagación se reduce a: LCJJ . Es decir,
una línea sin pérdidas tiene una propiedad importante: Las señales que se introducen en
los conductores tienen un cambio de fase constante por unidad de longitud, sin que se
afecte la amplitud de la misma. Dicho cambio permite obtener la velocidad de propagación
de la onda:
LC
1V
Dado que en condiciones cuasiestáticas, los parámetros LRGC son independientes de la
frecuencia (Excepto en altas frecuencias), entonces la velocidad de propagación de la
señal también lo es. En conductores reales, de hecho existe una dependencia de la
velocidad de la señal con la frecuencia de la fuente. En consecuencia, los pulsos
cuadrados se distorsionan y quedan con esquinas redondeadas al final de la línea. [3]
66
22..11..22.. CCLLAASSEESS DDEE CCAABBLLEE PPAARR TTRREENNZZAADDOO
El organismo que normaliza los cables de par trenzado es la Asociación de Industrias
Electrónicas y de Telecomunicaciones (Electronic Industries Association EIA /
Telecommunications Industry Association TIA)
LA EIA/TIA reconoce dos tipos de cables de par trenzado, de acuerdo a su impedancia
característica de 100 y 150 respectivamente.
Figura 2.9. Cables UTP
El uso de las clases de cables UTP varían desde simples transmisiones de telefonía,
hasta tráfico de información a alta velocidad. Un cable comercial tiene 4 pares de
alambres dentro de una chaqueta. Cada par se enrolla con distintos números de vueltas
por centímetro para así eliminar la interferencia de los pares adyacentes.
NNoo AAppaannttaallllaaddoo:: Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas
en inglés UTP (Unshield Twiested Pair; Par Trenzado no Apantallado). Las mayores
ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus
mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así
como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración. Para las
distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no apantallado se ha
convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado. El cable UTP se ha
convertido como el de mayor uso en la industria para la instalación de Redes de Área
Local.
Figura 2.10. Cable Par Trenzado no Blindado
67
AAppaannttaallllaaddoo: Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los
cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lámina apantallante. Se
referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP (Shield Twiested Pair, Par
Trenzado Apantallado).
El empleo de una malla apantallante reduce la tasa de error, pero incrementa el costo al
requerirse un proceso de fabricación más dispendioso.
UUnniiffoorrmmee: Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación.
Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al
conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un apantallamiento
global de todos los pares mediante una lámina externa apantallante. Esta técnica
permite tener características similares al cable apantallado con unos costos por metro
ligeramente inferior.
Las formas constructivas más comunes de cables son las que se observan en la figura
2.11.a y 2.11.b. Ambas formas: El cable aplanado y el cable redondo están disponibles en
gamas de colores y o en configuraciones de diferentes pares trenzados. Además, se
considera el cable blindado o el no blindado. El blindaje de varios de estos tipos de cables
también está disponible en cualquier caso. Los cables planos se diseñan con
espaciamientos debidamente considerados para terminales en masa (Por ejemplo, el
interior de gabinetes o el interior de equipos electrónicos).
Figura 2.11.a. Cable Plano
Figura 2.11.b. Cable Redondo
Los cables redondos son apropiados para longitudes considerables o en aquellos
espacios donde se requiere flexibilidad y/o compactación.
Los cables multiconductores están disponibles para aplicaciones básicas de una sola
terminación (i.e., aplicaciones no balanceadas). Los cables de par trenzado se disponen
para diferenciales (i.e., aplicaciones balanceadas) como en la figura 2.12. Nótese que un
cable coaxial, un simple conductor aislado a lo largo de todo su trayecto es, en este
68
contexto, un cable "multiconductor", pues el aislamiento cumple doble propósito: sirve
para retorno de la señal y para contención de la señal.
VVEENNTTAAJJAASS DDEELL CCAABBLLEE PPLLAANNOO: La característica de terminación en masa del Cable Plano
permite adecuar una gama de conectores al cable plano. Dichos terminales están
disponibles en configuraciones con desplazamiento de contactos alineados para las
terminaciones propias de los cables planos.
VVEENNTTAAJJAASS DDEELL CCAABBLLEE RREEDDOONNDDOO: La flexibilidad de este cable no se limita a un solo
(Como es el caso del cable plano). Para distancias largas, especialmente que se
instala en conduit o en riel, el cable plano es impráctico. La flexibilidad de este cable
se debe a que los subconductores están dispuestos en hélice. Dichos subconductores
se identifican por medio de colores. Además un cable redondo es más fácil de blindar
que uno plano y tienen menos sección de área para un mismo número de
subconductores.
Figura 2.12. Esquema de un multicable y de un par trenzado
Lo más normal es emplear el par trenzado para aplicaciones de terminación simple. A
mayor velocidad o para distancias más largas, las aplicaciones de terminación simple
proporcionan un conductor separado de retorno para cada circuito, lo cual ayuda a reducir
el ccrroossssttaallkk. Un cable multiconductor no debe ser empleado para aplicaciones
diferenciales donde los pares trenzados son esenciales.
La normatividad para el cableado estructurado clasifica los diferentes tipos de cable de
pares trenzados en categorías de acuerdo con sus características para la transmisión de
datos, las cuales vienen fijadas fundamentalmente por la densidad de trenzado del cable
(número de vueltas por metro) y los materiales utilizados en el recubrimiento aislante.
Conforme sube la categoría aumenta la densidad de vueltas y mejora la propagación de
señales eléctricas de alta frecuencia (por ejemplo la atenuación disminuye). Por otro lado
cuanto mayor es la frecuencia de la señal mayor es la atenuación y peor la propagación
en un determinado cable. Por esta razón los estándares especifican valores límite de
atenuación y varios otros parámetros para diversas frecuencias hasta una considerada la
máxima admisible para cada categoría.
69
Una diferencia importante entre las diferentes categorías de UTP consiste en lo
apretujado que se logra el amarre de los pares de cobre. En la medida que se logre un
amarre más apretado, se consigue mayor soporte de transmisión, pero también aumenta
el costo por metro lineal. Hay que tener en cuenta los beneficios en ahorros económicos
cuando se adquiere un cable categoría 3, en vez de uno categoría 5 para transmisiones
de 10Mbps, pero este último brinda mayores posibilidades de expansión en un futuro.
En cualquier caso, para cualquier categoría, se comercializan sólo segmentos de cables
que miden 100m como máximo.
Cada cable de este tipo está compuesto por un serie de pares de cables trenzados. Los
pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Normalmente una
serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número
de cables físicos que se introducen en un conducto.
El número de pares por cable son 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares
es superior a 4 se habla de cables multipar.
El número total de puntos de medida dentro de los rangos especificados de frecuencia
corresponden a un mínimo de 100 veces el número de décadas cubiertas por el rango de
frecuencia específico, usando espaciamiento de frecuencias lineal o logarítmico
22..11..33.. CCAARRAACCTTEERRIIZZAACCIIÓÓNN DDEELL CCAABBLLEE PPAARR TTRREENNZZAADDOO
La norma 568A de la EIA/TIA, en sus capítulos 10 y 11, se refiere a la caracterización y
descripción de los sistemas de cableado que emplean par trenzado, en los que
básicamente se reconocen dos tipos de cables UTP y STP con impedancia característica
(Z0) de 100 y 150 respectivamente.
Además de la categoría los cables difieren también por el tipo de apantallamiento. El más
habitual en redes locales no lleva apantallamiento de ningún tipo más allá del que
proporciona el hecho de tener los pares trenzados; este se conoce como cable UTP
(Unshielded Twisted Pair). Existe también cable en el que los pares llevan una pantalla de
hilos de cobre formando una malla, llamado STP (Shielded Twisted Pair); este cable es
bastante voluminoso debido a la pantalla, lo cual encarece su precio y su costo de
instalación, por lo que existe una variante más barata en la que la pantalla está formada
por papel de aluminio en vez de por malla de cobre, con lo que se consigue reducir
considerablemente el precio y el diámetro (parámetro que determina en buena medida el
70
costo de instalación); a este cable se le conoce como FTP (Foil Twisted Pair) o también
ScTP (Screened Twisted Pair).
Existe una fuerte polémica sobre si es mejor utilizar en redes locales el cable sin
apantallar (UTP) o apantallado (STP ó FTP). En grandes distancias se usa más el cable
apantallado ya que tiene menor atenuación.
La EIA/TIA sólo reconoce un solo tipo de cable STP, cuyas características físicas y
eléctricas serán identificadas a continuación.
22..11..33..11 CCOONNSS IIDDEERRAACCIIOONNEESS SSOOBBRREE EELL CCAALL IIBBRREE
En los conductores de par trenzado se emplea cobre, cuyo tamaño viene normalizado de
acuerdo al sistema Calibre Americano (AWG). Dicho calibre se basa en su sección de
área (Que considera de alguna manera su resistencia DC). El conductor se "hila" para
mejorar la flexibilidad y la vida útil. Lo normal es emplear 7 hilos por cable (6 hilos
alrededor de 1). El conductor (O los hilos individuales del mismo) puede estar "recubierto"
o "desnudo". El recubrimiento en estaño es el más común de todos. Este recubrimiento
entrega mayor capacidad de soldamiento y protege contra la corrosión. En algunos casos
se emplea recubrimiento de plata, en especial cuando se trabaja a frecuencias mayores
de 10MHz (Para que no aumente la resistencia DC); el recubrimiento de nickel protege
contra altas temperaturas.
TTaabbllaa 22..11:: CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE LLOOSS CCOONNDDUUCCTTOORREESS DDEE CCOOBBRREE DDEELL CCAABBLLEE UUTTPP
AWG Tipo de
trenzado
Diámetro Peso
Resistencia DC a 20°C
Recubrimiento Estaño
Desnudo o recubierto en plata
Mm pulg. kg/Km lbf/Kft /Km /Kft /Km /Kft
40 Sólido 0.079 0.0031 0.0433 0.0291 3799 1158 3540 1080
38 Sólido 0.102 0.0040 0.0720 0.0484 2283 696 2130 648
36 Sólido 0.127 0.0050 0.113 0.0757 1461 445 1360 415
34 Sólido 0.160 0.0069 0.179 0.120 920 281 857 261
32 Sólido 0.203 0.0080 0.289 0.194 571 174 532 162
32 7/40 0.254 0.010 0.31 0.21 577 176 539 164
30 Sólido 0.254 0.010 0.45 0.30 371 113 340 104
30 7/38 0.305 0.012 0.52 0.35 348 106 303 92.6
28 Sólido 0.320 0.0126 0.72 0.48 3232 70.8 214 65.3
28 7/36 0.381 0.015 0.82 0.55 221 67.5 194 59.3
26 Sólido 0.404 0.0159 1.14 0.77 146 44.5 135 41.0
26 7/34 0.483 0.019 1.29 0.87 139 42.5 122 37.3
24 Sólido 0.511 0.0201 1.82 1.22 89.2 27.2 84.2 25.7
24 7/32 0.610 0.024 2.05 1.38 84.2 25.7 75.9 23.1
22 Sólido 0.643 0.0253 2.89 1.94 54.8 16.7 53.2 16.2
22 7/30 0.787 0.031 3.26 2.19 54.4 16.6 48.6 14.8
20 Sólido 0.813 0.0320 4.61 3.10 34.4 10.5 33.2 10.1
20 7/28 0.965 0.038 5.19 3.49 33.8 10.3 30.6 9.33
71
La tabla 2.1 muestra los distintos calibres AWG que se usan para la selección de cables
de cobre.
Cabe anotar que la TIA/EIA, en su norma 422A recomienda el uso de conductores
calibre 24 AWG para la fabricación de pares trenzados tipo UTP de 100 y recomienda el
uso de conductores sólidos calibre 22 AWG con aislamiento termoplástico, trenzados en
pares y encerrados en blindaje y recubiertos por una misma chaqueta termoplástica para
el cable STP de 150.
22..11..33..22 CCOONNSS IIDDEERRAACCIIOONNEESS SSOOBBRREE EELL BBLLIINNDDAAJJEE
El aislamiento contra Interferencia Electromagnética (EMI) y contra el hecho que un
conductor largo es una antena es un problema que aún sigue bajo investigación.
Sin embargo, la mayoría de las normas para interfaces seriales no requieren blindaje,
aunque se hacen previsiones para blindajes en las conexiones y en la puesta a tierra.
Los blindajes típicos se ilustran en las siguientes figuras y usualmente se construyen en
materiales plásticos dieléctricos, de grosor adecuado de conformidad con los
requerimientos de rigidez dieléctrica (Películas plásticas, poliester o polipropileno) con
recubrimiento de aluminio.
Para un cable STP de 150, se tienen en cuenta los siguientes tipos de pantalla blindada
contra interferencia electromagnética.
Figura 2.14.a. Tipos de Blindaje
Tomado del Folleto AN916 de la National Semiconductor
72
Figura 2.14.b. Pares Blindados Individuales
El blindaje reduce enormemente la posibilidad que el sistema falle. El cable blindado se
requiere a la susceptibilidad del sistema en todo su recorrido o por las emisiones que lo
cruzan por los lugares en que transita o por medio de conexiones a puertos. El blindaje es
recomendado para circuitos mayores de 10 metros y velocidades de 100Kbps o mayores.
22..11..33..33 CCOONNSS IIDDEERRAACCIIOONNEESS SSOOBBRREE EELL AA II SSLLAAMMIIEENNTTOO
Los materiales del aislamiento y la cubierta de los cables de telecomunicación, en
mayoría son de plástico. Como resultado de su facilidad de procesamiento y la amplia
selección de propiedades. Estos materiales casi han reemplazado por completo al papel y
los textiles utilizados en los cables en los inicios de las telecomunicaciones.
Los plásticos empleados tienen diferentes propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas:
Hay variaciones en la durabilidad en los diferentes medios. La resistencia a los químicos,
propiedades retardantes a la llama y efectos sobre otros materiales.
La siguiente tabla muestra las características de los aislamientos que se usan en la
construcción de conductores para comunicaciones:
TTaabbllaa 22..22:: CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEELL AAIISSLLAAMMIIEENNTTOO UUSSAADDOO EENN CCAABBLLEESS DDEE CCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
TTiippoo ddee
AAiissllaammiieennttoo GGrraavveeddaadd
EEssppeeccííffiiccaa CCoonnssttaannttee
DDiieellééccttrriiccaa FFaaccttoorr ddee
DDiissiippaacciióónn
RReessiissttiivviiddaadd
VVoolluummééttrriiccaa
((ccmm))
CCaappaacciiddaadd
DDiieellééccttrriiccaa
((VVKKmm)) FFllaammaabbiilliiddaadd
RRaannggoo ddee
TTeemmppeerraattuurraa
((°°CC))
PVC Estándar 1.25 1.38 4 6 0.06 0.10 1011
830 900 Buena 20 a 80
PVC Premium 1.38 3 5 0.08 0.085 1012
830 900 Buena 55 a 105
Polietileno 0.92 2.27 0.0002 >1016
1200 Pobre 60 a 80
Polipropileno 0.90 2.24 0.0003 >1016
850 Pobre 60 a 80
Polietileno Celular
0.50 1.5 0.0002 500 Pobre 60 a 80
Polietileno retardante a la llama
1.30 2.5 0.0015 >1016
1000 Mala 60 a 80
Fluoroplásticos 2.15 2.1 0.0007 >1018
1200 Excelente 70 a 260
FEP Celular 1.2 1.1 0.0007 500 Buena 70 a 200
Para el aislamiento de estos conductores, se emplea material en PVC y Polioelefinos
(Como el polietileno o el polipropileno)
Tomado del Folleto AN916 de la National Semiconductor
73
El material más común que se emplea como chaqueta del cable es el PVC debido sus
propiedades de resistencia contra temperaturas y condiciones ambientales.
La selección del material correcto para un producto determinado, es una parte muy
importante para realizar el trabajo de normalización en unión de las autoridades,
fabricantes y consumidores.
22..11..33..44 PPRROOPP II EEDDAADDEESS MMEECCÁÁNNIICCAASS
El cable UTP consiste en conductores calibre 24 AWG con aislamiento termoplástico,
trenzados en pares y encerrados en una misma chaqueta termoplástica. La norma
también acepta el uso de cables calibre 22 AWG.
Para un cable STP el diámetro del conductor aislado es de 2.6mm máximo, en tanto que
el cable total enchaquetado tiene un diámetro total máximo de 10mm.
El diámetro de conductor aislado es de 1.22mm máximo, en tanto que el del cable UTP de
100 completo será de 6.35mm máximo, con una rigidez mecánica de 400N ó 90lbf
mínimo. Para el cable STP de 150, se considera una rigidez mecánica mínima de 780N
ó 175lbf.
La chaqueta termoplástica encierra 4 pares de dichos conductores. La longitud total del
cable UTP será apropiada para cumplir los requerimientos contra interferencias (Hasta
100m), en tanto que para el cable STP, la chaqueta termoplástica encierra sólo 2 pares de
dichos conductores. La longitud total del cable STP será apropiada para cumplir los
requerimientos contra interferencias (Hasta 150m).
El código de colores para los subconductores del cable UTP de 100 se relaciona en la
siguiente tabla
TTaabbllaa 22..33:: CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS CCAABBLLEE UUTTPP DDEE 110000
Identificación del Conductor Código de Color
1er Par AzulBlanco
Azul
2do Par NaranjaBlanco
Naranja
3er Par VerdeBlanco
Verde
4to Par CaféBlanco
Café
74
El ccóóddiiggoo ddee ccoolloorreess para los subconductores del cable STP de 150, se especifica en la
siguiente tabla
TTaabbllaa 22..44:: CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS CCAABBLLEE SSTTPP DDEE 115500
Identificación del Conductor Código de Color
1er Par Rojo
Verde
2do Par Naranja Negro
Obsérvese además la forma constructiva de los cables de par trenzado, que están
disponibles en el mercado. Algunos, como el cable UTP categoría 7 aún sigue en
investigación. En instalaciones que se rigen bajo la normalización de la EIA/TIA no es muy
usual el uso de cables con cubierta de aluminio (Como el cable FTP), aunque su uso está
de conformidad con las normas.
TTaabbllaa 22..55:: CCAABBLLEESS DDEE PPAARR TTRREENNZZAADDOO CCOOMMÚÚNNMMEENNTTEE EEMMPPLLEEAADDOOSS EENN LLAA IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE RREEDDEESS LLAANN
Nombre Ilustración
Área Seccional Construcción Desempeño esperado
UTP 5
Cable consistente en 4 pares, calibre 24AWG (0,5 mm) en cobre, con aislamiento de polioelifeno o de fluoroplástico FEP. La chaqueta externa consiste en PVC o en fluoropolímero
Se puede conectar cables y hardware de diversas marcas, que cumplan la normatividad EIA/TIA Cat.5. (También puede ser compatible con cable categoría D de la ISO)
UTP 5e
Cable consistente en 4 pares, calibre 24AWG (0,5 mm) en cobre, con aislamiento de polioelifeno o de fluoroplástico FEP. La chaqueta externa consiste en PVC o en fluoropolímero. Se exige mayor cuidado en el diseño y la fabricación del cable.
Este cable se considera 20% más caro que el de categoría 5. La ventaja de este cable es que brinda mejor balance eléctrico y de impedancia. Además se presenta menor atenuación.
UTP 6
Cable consistente en 4 pares,
calibre 0,5 0,53 mm en cobre, con aislamiento de polioelifeno o de fluoroplástico FEP. La chaqueta externa consiste en PVC o en fluoropolímero. Se exige altísimo cuidado en el diseño y la fabricación del cable. Esta chaqueta presenta efectos retardantes a la llama.
Existe compatibilidad entre todos los fabricantes de esta categoría. Se garantiza ancho de banda hasta 200MHz.
Se tienen conectores de mayor avance técnico.
75
FTP6
Cable consistente en 4 pares, calibre 24AWG (0,5 mm) en cobre, con aislamiento de polioelifeno o de fluoroplástico FEP. Los pares están cubiertos por un blindaje de lámina metálica. Existe además un pequeño alambre que sirve de drenaje. La chaqueta externa consiste en PVC o en fluoropolímero, al igual que en todos los casos con efectos retardantes a la llama.
Es un 30% más caro que el cable categoría 5. La ventaja de este cable es que se minimiza el efecto de las interferencias EMI, sin embargo se transmite al mismo ancho de banda que el cable normal.
STP
Cable consistente en 2 pares, calibre 22AWG en cobre, con aislamiento de polioelifeno o de fluoroplástico FEP. Cada par está recubierto por un blindaje de lámina metálica, además de un escudo en forma de malla. La chaqueta externa consiste en PVC o en fluoropolímero, al igual que en todos los casos con efectos retardantes a la llama.
El ancho de banda llega hasta los 300MHz, con la desventaja que sólo pueden usarse dos pares, lo que ha conllevado a que se esté descontinuando su uso en las redes LAN.
UTP 7
También se conoce como PMF (Pair Metal Foil) o Super STP. El Cable se compone de 4 pares, calibre 22AWG en cobre, con aislamiento de polioelifeno o de fluoroplástico FEP. Cada par está recubierto por un blindaje metálico hélico o longitudinal del tipo lámina, además de un escudo en forma de malla. La chaqueta externa se compone de PVC o de fluoropolímero, al igual que en todos los casos con efectos retardantes a la llama.
Es tres veces más caro que el cable categoría 5 y todavía sigue bajo investigación. Se tiene la posibilidad de ampliar el ancho de banda entre 600 y 1200MHz, gracias al blindaje. Los conectores no serán
compatibles con los RJ45.
No existe organización alguna que establezca normalización para este cable.
22..11..33..55 PPRROOPP II EEDDAADDEESS EELLÉÉCCTTRRIICCAASS
En la medida que se incrementan las ratas de transmisión, es necesario que las
propiedades mecánicas y las categorías de transmisión de los componentes empleados
en el mismo sistema de cableado, sean correctamente identificadas para asegurar un alto
nivel de consistencia, dependencia y rendimiento en la transmisión.
76
22..11..33..55..11 IIMMPPEEDDAANNCCIIAA CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAA
La impedancia característica tiene un significado especial dentro de la línea de
transmisión, pues se trata de un parámetro constante independiente de la longitud del
cable.
De acuerdo a lo establecido previamente, la impedancia característica Z0 de un cable UTP
es de 100 15% en el rango de frecuencia mayor de 1MHz, en tanto que para un cable
STP, la impedancia característica es (Z0) es de 150 10%, si se emplea el cable para
transmisiones en frecuencias comprendidas entre 3 y 300MHz.
Sin embargo, si el cable es trabajado en frecuencias bajas, la impedancia característica
toma valores diferentes. Por esa razón, se aconseja emplear el cable STP en anchos de
banda amplios.
Las fluctuaciones en la impedancia característica de entrada se deben a las PPéérrddiiddaass ppoorr
RReettoorrnnoo EEssttrruuccttuurraall (Structural Return Losses SRL). Los valores de SRL dependen de
la frecuencia y la construcción del cable.
La siguiente tabla muestra las referencias de valores máximos a considerar para
determinar las pérdidas de rreettoorrnnoo SSRRLL en tramos de 100m (Frecuencia en MHz)
TTaabbllaa 22..66:: PPÉÉRRDDIIDDAASS SSRRLL MMÁÁXXIIMMAASS EENN TTRRAAMMOOSS DDEE 110000MM,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA EEIIAA//TTIIAA 556688AA
Frecuencia (f) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB) STP (dB)
1 10MHz 12 21 23 24
10 16MHz 10
f1012 log 10
f1021 log 23 24
16 20MHz 10
f1021 log 23 24
20 100MHz 20
f1023 log 24
100 300MHz 20
f1024 log
22..11..33..55..22 RREESSIISSTTEENNCCIIAA DD..CC..
La resistencia de cualquier conductor no excederá los 5.71 por cada 100m de tramo a
25°C, si se trata de un cable STP y es de 9.38 por cada 100m de tramo a 20°C para un
cable UTP. Es decir, la resistencia por unidad de longitud es:
RUTP = 0.0938 /m
RSTP = 0.0571 /m
77
22..11..33..55..33 CCAAPPAACCIITTAANNCCIIAA
La capacitancia mutua de cualquier par a 1kHz en 20°C no excederá los 6.6nF por cada
100m de tramo si se trata de un cable UTP categoría 3, en tanto que para las categorías 4
y 5, se establece la capacitancia mutua en 5.6nF por cada 100m de tramo, en tanto que la
capacitancia mutua de cualquier par de cable STP a 1kHz en 25°C no excederá los 100pF
por cada 100m. Es decir, se consideran los valores de capacitancia por unidad de longitud
así:
Categoría 3: C = 0.066 nF/m Categorías 4 y 5: C = 0.056 nF/m
Cable STP: C= 1 pF/m
22..11..44.. CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN
La ingeniería de comunicaciones se esfuerza por la minimización de los anchos de banda
de todas las señales, mientras se mantenga un nivel de funcionamiento adecuado del
sistema. Esto se hace por dos razones fundamentales:
Las señales con bajo ancho de banda son menos susceptibles a interferencias y
ruidos que aquellas señales de alta frecuencia.
Las señales con anchos de banda bajos saturan menos el sistema de transmisión, por
lo que puede realizarse mayor número de comunicaciones simultáneas dentro de la
misma red.
Hay que reconocer que un par trenzado sirve para un propósito eléctrico fundamental:
Mantener el balance eléctrico necesario. El grado de simetría física que se alcanza en la
construcción de un para trenzado y su aislamiento determina qué tan bueno es dicho
balance. La configuración en doble hélice de este par produce señales parásitas en cada
conductor. Las señales parásitas iguales aseguran que los ruidos inducidos son iguales o
"comunes" en cada conductor. Esta es la principal forma de reducir el crosstalk entre
varios circuitos dentro de un mismo cable. Los cables planos construidos con pares
trenzados también tienen características de inmunidad al crosstalk.
22..11..44..11 AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA PPAARR TTRREENNZZAADDOO
El ancho de Banda de una señal transmitida de comunicaciones se refiere a la medida del
rango de frecuencias que ocupa la señal. El término también se emplea al referirse a las
características de respuesta en frecuencia de un sistema receptor de comunicaciones.
78
Las transmisiones de señales (Sean digitales o análogas) tienen un cierto ancho de
banda. Lo mismo se aplica a sistemas receptores.
En general, el ancho de banda es directamente proporcional a la cantidad de datos
transmitidos o recibidos en la unidad de tiempo. En sentido cualitativo, el ancho de banda
es proporcional a la complejidad de los datos para un determinado nivel del sistema en
funcionamiento.
EEjjeemmpplloo: Se requiere mayor ancho de banda para bajar una fotografía en un segundo, del
que se requiere para bajar una página de texto en el mismo segundo. Los archivos de
audio, programas de computadora y videos animados requieren aún mayor ancho de
banda para que el sistema funcione de manera aceptable. La realidad virtual (VR) y las
presentaciones con video y audio en tres dimensiones son las aplicaciones que mayor
ancho de banda consumen.
En los sistemas digitales, el ancho de banda se refiere a la velocidad de datos (bits por
segundo bps). Por tanto, un módem que trabaja a 57.600 bps tiene el doble de ancho
de banda de uno que trabaja a 28.800 bps. En los sistemas análogos, el ancho de banda
se define en términos de la diferencia entre la componente de frecuencia más alta de la
señal y la componente de frecuencia más baja de la señal. La frecuencia se mide en
ciclos por segundo (Hertz Hz). La voz humana tiene un ancho de banda de
aproximadamente 3kHz, un sistema análogo de televisión tiene un ancho de banda de
aproximadamente 6MHz (Más de 2000 veces el que requiere la señal telefónica)
Sin embargo, cabe anotar la existencia de excepciones para comunicaciones de espectro
ancho, en las cuales los anchos de banda se expanden deliberadamente. En los sistemas
digitales de cable y fibra óptica, la demanda de comunicaciones veloces y eficaces son
argumentos que difieren del menester de la conservación del ancho de banda.
En sistemas de espectro electromagnético sin hilos, se puede aprovechar una amplia
gama de anchos de banda, sin embargo, en sistemas de alta capacidad de cableado, la
disponibilidad de ancho de banda puede ser construida literalmente sin límites, siempre y
cuando se instalen más y más cables.
El estándar EIA568 en el adendum TSB36 diferencia tres categorías distintas para el
tipo de cables UTP de 100, en tanto que las categorías 1 y 2 no son cubiertas por el
estándar 568A.
79
Los cables de categoría 1 y 2 se utilizan para voz y transmisión de datos de baja
capacidad (hasta 4Mbps). Este tipo de cable es el idóneo para las comunicaciones
telefónicas, pero las velocidades requeridas hoy en día por las redes necesitan mejor
calidad.
Los cables de categoría 3 han sido diseñados para velocidades de transmisión de hasta
16 Mbps. Se suelen usar en redes IEEE 802.3 10BASET y 802.5 a 4 Mbps.
Los cables de categoría 4 pueden proporcionar velocidades de hasta 20 Mbps. Se usan
en redes IEEE 802.5 Token Ring y Ethernet 10BASET para largas distancias.
Los cables de categoría 5 son los UTP con más prestaciones de los que se dispone hoy
en día. Soporta transmisiones de datos hasta 100 Mbps para aplicaciones como TPDDI
(FDDI sobre par trenzado). Una versión de mayor capacidad, considerada como cable de
categoría 5e, que también tiene capacidad de transmisión hasta los 100Mbps, pero con
capacidad de blindaje. El cable categoría 5e tiene normalizadas sus características en el
Adendo 3 de la Norma EIA/TIA 568A, de 1999.
Se están desarrollando cables de alta capacidad de transmisión, como son los llamados
cables categoría 6 y categoría 7, que tienen capacidad de transmisión de 250Mbps y
600Mbps respectivamente. Ambos cables son blindados, aún no se han propuesto
adendos ni anexos a las estándares de la EIA/TIA para considerar la normalización del
cable categoría 6 y 7 dentro de las instalaciones de comunicaciones en edificios, pues
estos cables corresponden a desarrollos propietarios de varias empresas fabricantes.
Cuando se requiera disponer de velocidades de transmisión elevadas (ancho de banda
>250MHz) es necesario plantear la utilización de cable tipo STP (apantallado), dado que a
estas frecuencias este tipo de cable asegura el cumplimiento de las normas de
compatibilidad electromagnética en las instalaciones. Sin embargo, se están realizando
esfuerzos importantes por parte de empresas y organismos internacionales para definir
estándares (tales como Gigabit Ethernet) capaces de soportar altas velocidades de
transmisión bajo cable UTP, dada la elevada implantación de este tipo de cableado y su
facilidad de instalación.
Las categorías 6 y 7 se encuentran en curso de especificación. Algunos expertos estiman
que la categoría 6 podría ser especificada en el año 2001, y la 7 en el 2003. Se considera
que la categoría 6 llevará al límite las posibilidades del cableado UTP, por lo que será
necesario utilizar cable STP para la categoría 7.
80
Mientras que el cable categoría 6 será solo un poco más caro que el de categoría 5, el
elevado costo del cable STP y de su instalación, comparable al de la fibra óptica, lo hace
poco atractivo para el usuario final, por lo que es de esperar que cuando se aprueben las
nuevas categorías el cable predominante en las nuevas instalaciones sea el categoría 6.
Sin embargo, aún no se han desarrollado adendos ni anexos a las normas de la EIA/TIA
para considerar dichos cables dentro de las instalaciones de comunicaciones en edificios.
La siguiente tabla ilustra el ancho de banda de las diferentes categorías de cables par
trenzado. Téngase presente que las categorías de cables soportadas por la Normalización
EIA/TIA y de las que se disponen a nivel comercial comprenden las categorías 3, 4 y 5.
81
TTaabbllaa 22..77:: UUSSOO DDEE LLOOSS CCAABBLLEESS DDEE PPAARR TTRREENNZZAADDOO DDEE CCOOBBRREE ((AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA))
TIPO USO
Categoría 1 Transmisión de voz solamente 64Kbps (Cable telefónico)
Categoría 2 Transmisión de datos hasta 4Mbps (Comunicación local)
Categoría 3 Transmisión de datos hasta 16Mbps (Ethernet)
Categoría 4 Transmisión de datos hasta 20Mbps (Token Ring de 16Mbps)
Categoría 5 Transmisión de datos hasta 100Mbps (Ethernet Rápido)
Categoría 5e Transmisión de datos hasta 100Mbps (Normalización en desarrollo)
Categoría 6 Transmisión de datos hasta 250Mbps (Normalización en desarrollo)
Categoría 7 Transmisión de datos hasta 600Mbps (Tipo de cable no comercial)
Cable STP Transmisión de datos hasta 300Mbps (Ethernet Rápido)
22..11..44..22 VVEELLOOCCIIDDAADD DDEE PPRROOPPAAGG AACCIIÓÓNN
Según la EIA/TIA 568A, parágrafo 10.2.4.8, la velocidad de propagación de señal de
cualquier par trenzado a 10MHz, no debe exceder los 5.7ns/m
22..11..44..33 IINNTTEERRFFEERREENNCCIIAASS YY RRUUIIDDOOSS CCOOMMUU NNEESS EENN LLOOSS CCAABBLLEESS DDEE
CCOOBBRREE
Entre las muchas aplicaciones a las utilidades de aplicación del par trenzado, se cuenta la
Red Ethernet, en la cual sobresalen dos categorías de clasificación: Ehternet 10BASET y
Ehternet 100BASET, la cual consiste básicamente en dos líneas de transmisión. Un par
recibe señales de datos y el otro par, transmite señales de datos. Un controlador
balanceado de línea, o transmisor, se ubica en uno de los extremos de dicha línea y un
receptor se ubica en el otro. Un esquema simplificado de dicho modelo se presenta a
continuación:
Figura 2.15. Esquema de Aplicación del Par Trenzado e inmunidad al Ruido
Los pulsos de energía viajan a través de la línea de transmisión a una velocidad cercana
a la de la luz. El principal componente de cada uno de estos pulsos de energía es el
potencial de voltaje entre los cables y la corriente que circula en la periferia de los
mismos. Dicha energía puede considerarse como interdependendiente de los campos
82
eléctrico entre cable y magnético alrededor de cada cable. En otras palabras, una onda
electromagnética que es guiada y que viaja a través de los cables.
Téngase presente que los campos magnéticos transitorios que rodean los cables, además
de los campos magnéticos que se generan externamente por las otras líneas de
transmisión en el cable o también por otras redes de cables, motores eléctricos, luces
fluorescentes, líneas eléctricas y telefónicas, descargas atmosféricas, etc. reciben el
nombre de ruido. Los campos magnéticos inducen sus propios pulsos en una línea de
transmisión, los cuales literalmente pueden opacar los pulsos de la Ethernet.
La aplicación de par trenzado emplea dos formas para repeler el ruido. En primer lugar, se
usa un número balanceado de transmisores y receptores. Un pulso de señal se compone
de dos pulsos simultáneos con referencia a tierra: el pulso negativo en una línea y el
pulso positivo en la otra. El receptor detecta la diferencia total entre dichos pulsos. Dado
que un pulso de ruido (como se ilustra en la figura 2.15) usualmente produce pulsos de la
misma polaridad en ambas líneas, entonces un pulso de ruido se cancela con otro que se
ubica en el receptor.
Además, el campo magnético que rodea un cable de un pulso de señal es un espejo de
otro en el otro cable. A una distancia muy pequeña entre los dos cables, los campos
magnéticos se oponen y tienen la tendencia a cancelar el efecto del otro. Esto reduce el
impacto de la línea sobre los otros pares de conductores (Y en general, sobre el exterior).
En segundo lugar, la manera de reducir el CCRROOSSSSTTAALLKK (Término que se deriva de los
cruces de conversaciones en líneas telefónicas) entre los pares ubicados en el cable, se
logra con la configuración doble hélice obtenida al trenzar los cables. Esta configuración
produce señales idénticas de ruido en cada cable. Por lo que su diferencia detectada en el
receptor se reduce a casi cero.
La característica principal de un cable desde el punto de vista de transmisión de datos es
su atenuación. La atenuación se produce por la pérdida de energía radiada al ambiente,
por lo que cuanto más apantallado está un cable menor es ésta; el cable UTP de
categoría más alta tiene menor atenuación, ya que el mayor número de vueltas le da un
mayor apantallamiento, y menor atenuación tiene el cable STP o el cable coaxial. Por otro
lado la atenuación depende de la frecuencia de la señal transmitida, a mayor frecuencia
mayor atenuación cualquiera que sea el tipo de cable.
22..11..44..33..11 PPÉÉRRDDIIDDAASS PPOORR AATTEENNUUAACCIIÓÓNN EENN PPAARR TTRREENNZZAADDOO
83
La medida de la atenuación se obtiene al ejercer un barrido de frecuencia a la salida de
un cable (Por lo general, se evalúan cables de 100m de longitud).
Según la norma EIA/TIA 568A, parágrafo 10.2.4.6, la máxima atenuación de cualquier
par trenzado UTP de 100 se expresa en dB por 100m bajo una temperatura de 20°C.
Para determinar la atenuación se usa la siguiente fórmula:
fff(f) 3
21
kkkAtenuación
donde las constantes de evaluación tienen los siguientes valores:
IIddeennttiiffiiccaacciióónn ddeell CCoonndduuccttoorr k1 k2 k3
Categoría 3 2,320 0,238 0,000
Categoría 4 2,050 0,043 0,057
Categoría 5 1,967 0,023 0,050
Para todas las frecuencias (f) en MHz mayores 0.772MHz, los valores de dichas
constantes han sido ilustradas en la anterior tabla (Constantes para la Fórmula de
Atenuación).
La siguiente tabla ilustra los valores de aatteennuuaacciióónn para cables UTP típicos de 100m
(Después de aplicar las constantes), para aplicación de barridos de frecuencia superiores
de 0,772MHz :
TTaabbllaa 22..88:: VVAALLOORREESS MMÁÁXXIIMMOOSS DDEE AATTEENNUUAACCIIÓÓNN PPAARRAA TTRRAAMMOOSS DDEE 110000mm UUTTPP 110000,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA
EEIIAA//TTIIAA 556688AA
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
0.064 0.9 0.8 0.8
0.256 1.3 1.1 1.1
0.512 1.8 1.5 1.5
0.772 2.2 1.9 1.8
1.0 2.6 2.2 2.0
4.0 5.6 4.3 4.1
8.0 8.5 6.2 5.8
10.0 9.7 6.9 6.5
16.0 13.1 8.9 8.2
20.0 10.0 9.3
25.0 10.4
31.25 11.7
62.5 17.0
100.0 22.0
Los valores para frecuencias menores de 0.772MHz son típicos y sólo sirven como información.
84
Sin embargo, tratándose de cable STP de 150, la norma EIA/TIA 568A, parágrafo
11.2.4.4, relaciona la máxima atenuación (en dB por 100m) evaluada a temperatura de
25° 3°C, según la siguiente fórmula:
MHz300MHz20si562
759
MHz20MHz4si4
22Atenuación
f.
f.
ff
.(f)
La tabla 2.9 muestra los valores máximos de atenuación para tramos de cables STP de
100m.
TTaabbllaa 22..99:: VVAALLOORREESS MMÁÁXXIIMMOOSS DDEE AATTEENNUUAACCIIÓÓNN PPAARRAA TTRRAAMMOOSS DDEE 110000mm DDEE SSTTPP 115500,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA
EEIIAA//TTIIAA 556688AA
Frecuencia (MHz) Atenuación (dB)
0.0096 0.30
0.0384 0.50
4.0 2.2
8.0 3.1
10.0 3.6
16.0 4.4
20.0 4.9
25.0 6.2
31.25 6.9
62.5 9.8
100.0 12.3
300.0 21.4
La medida de la atenuación se obtiene al ejercer un barrido de frecuencia a la salida de
un cable (Por lo general, se evalúan cables de 100m de longitud).
La atenuación del cable que se verifica a temperaturas entre 40° y 60°C puede
determinarse con la fórmula antes expuesta, realizando el ajuste por temperatura,
empleando un factor de corrección equivalente al 0.4% por °C en las categorías 4 y 5.
22..11..44..33..22 PPÉÉRRDDIIDDAASS PPOORR IINNTTEERRFFEERREENNCCIIAA EENN PPAARR TTRREENNZZAADDOO
El ruido más común que afecta los cables par trenzado se conoce como NEXT,
correspondiente a la sigla en inglés de NNeeaarr EEnndd CCrroossssttaallkk (Disturbios de Interferencia por
Cercanías)
La obtención del NEXT se logra por mediciones de barridos de frecuencia, empleando un
analizador de redes con ajuste de parámetros SS. La menor pérdida NEXT para cualquier
combinación de cables a temperatura de 20°C, se calcula de acuerdo a la siguiente
85
fórmula, la cual es válida para rangos de frecuencia mayores de 0.772MHz en cables de
longitud = 100m
7720
157720NEXTNEXT,
flog,f
La siguiente tabla muestra los valores de pérdidas NEXT para cables UTP típicos de
100m (Después de aplicar las constantes), para diferentes barridos de frecuencia:
TTaabbllaa 22..1100:: VVAALLOORR DDEE PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT PPAARRAA TTRRAAMMOOSS DDEE 110000mm UUTTPP 110000,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA EEIIAA//TTIIAA
556688AA
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
0.150 53.0 68.0 74.0
0.772 43.0 58.0 64.0
1.0 40.1 54.7 60.0
4.0 30.7 45.1 51.8
8.0 25.9 40.2 47.1
10.0 24.3 38.6 45.5
16.0 21.0 35.3 42.3
20.0 33.7 40.7
25.0 39.1
31.25 37.6
62.5 32.7
100.0 29.3
Los cables de pares trenzados no apantallados pueden ser utilizados por los principales
servicios requeridos en el Área de Trabajo, entre los que se incluye la voz y acceso a red
local.
La siguiente tabla muestra los valores de pérdidas NEXT para cables STP típicos de
100m en diferentes barridos de frecuencia
TTaabbllaa 22..1111:: VVAALLOORR DDEE PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT PPAARRAA TTRRAAMMOOSS DDEE 110000mm SSTTPP 115500,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA EEIIAA//TTIIAA
556688AA
Frecuencia (MHz) NEXTSTP (dB)
0.0096 58.0
0.0384 58.0
4.0 58.0
8.0 54.9
10.0 53.5
16.0 50.4
20.0 49.0
25.0 47.5
El valor de 0,150MHz sirve sólo para propósitos de referencia Los primeros valores se indican como información
86
31.25 46.1
62.5 41.5
100.0 38.5
300.0 31.3
Las pérdidas NEXT decrecen en la medida que la frecuencia se incrementa.
La evaluación de pérdidas por interferencia NEXT para el cable STP, para cualquier
combinación de cables a temperatura de 25°C, se calcula de acuerdo a la siguiente
fórmula, la cual es válida para rangos de frecuencia mayores de 5MHz, hasta 300MHz, en
cables de longitud = 100m
5
1558NEXT flogf
Los cables de fibra óptica en distribución son utilizados mayoritariamente para transmisión
de datos y de manera creciente por voz. La digitalización de la voz debe permitir sustituir
las mangueras multipar empleadas mayoritariamente en la actualidad para la distribución
de voz en el interior de edificios y entre edificios (campus).
22..11..55.. VVAALLOORREESS NNOORRMMAALLIIZZAADDOOSS CCAATTEEGGOORRÍÍAASS 55ee YY 66
Según actualizaciones de la norma EIA/TIA 568A, Adendum 3, los valores normalizados
para cables UTP de longitud 100m categoría 5e y 6 son:
TTaabbllaa 22..1122:: VVAALLOORREESS CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCOOSS DDEE AATTEENNUUAACCIIÓÓNN YY PPÉÉRRDDIIDDAASS PPAARRAA TTRRAAMMOOSS DDEE 110000mm UUTTPP 110000
CCAATT 55ee YY 66,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA EEIIAA//TTIIAA 556688AA YY FFAABBRRIICCAANNTTEESS
Categoría 5e (dB) Categoría 6 (dB)
Atenuación @1 MHz @ 10MHz @ 100 MHz @ 200 MHz
2.1 6.3
21.6
2.1 6.2
20.7 30.4
NEXT @1 MHz @ 10MHz @ 100 MHz @ 200 MHz
64 49
32.3
73.5 57.8 41.9 36.9
SRL
1 20 MHz
20 100 MHz
100 200 MHz
17
20
717f
log
19
20
1019 flog
20
1019 flog
87
La prueba de los canales de transmisión tiene en cuenta los valores citados
anteriormente. De hecho, la norma EIA/TIA 568A sugiere que dichas tablas son
fundamentales para tener en cuenta el aval de las pruebas de una instalación de
comunicaciones en edificios.
22..11..55..11..11 CCOOCCIIEENNTTEE DDEE AATTEENNUUAACCIIÓÓNN PPOORR CCRROOSSSSTTAALLKK ((AACCRR))
Debido a los efectos de la Atenuación, las señales son mínimas en el extremo receptor
del enlace básico. Pero igualmente, es aquí donde la interferencia NEXT es máxima. Las
señales que perduran ante el efecto de atenuación, no pueden perderse debido a los
efectos del NEXT.
En las redes de cable UTP, la atenuación determina la potencia de la señal que se recibe,
en tanto que el ruido se debe principalmente al NEXT desde la estación transmisora.
El Cociente de Atenuación por Crosstalk (ACR Attenuation to Crosstalk Ratio), es la
diferencia entre las pérdidas Crosstalk y la Atenuación de los pares en el enlace básico
que se prueba. El ACR corresponde a una mención del mérito para un cable. En esencia,
corresponde a una medida de la magnitud en la diferencia entre una señal que se envía y
la que se recibe al otro extremo del cable. Por tanto, en cuanto sea mayor el cociente
ACR, entonces el cable es mejor. El Criterio ACR, excluye ruidos provenientes desde
fuentes externas hasta el canal, es decir, todos los ruidos, excepto la interferencia de
crosstalk.
Esta característica está especificada por la ISO y por la IEEE, pero no por la EIA/TIA. Por
tanto, puede ser deducida de las características de Atenuación del cable.
ACR
Atenuación
NEXT
Frecuencia (MHz)
Atenuación (dB)
0 dB
-- dB
88
Figura 2.16. Cociente Atenuación Crosstalk (ACR)
Para asegurar una tasa de errores de bits aceptables, la señal debe ser una réplica
razonable de la señal que se transmite. Como es sabido, la atenuación es un decremento
de la magnitud de la señal. Cuando se transmiten pulsos digitales, estos tienden a
cambiar su forma (Pues las componentes de frecuencias más altas, se atenúan más
rápidamente). Además, la interferencia NEXT tiende a añadir variaciones abruptas a la
magnitud de la señal. Por esa razón, se afecta la capacidad del receptor para determinar
cambios en la forma de onda de la señal debidos a estos daños en la misma.
Un valor adecuado para el cociente ACR en un cable categoría 5 es de 3dB. Sin embargo,
para algunos sistemas digitales un cociente ACR de 1216dB es considerado como un
límite práctico para asegurar una tasa de error en los bits aceptable.
22..11..55..11..22 SSUUMMAA DDEE PPOOTTEENNCCIIAASS NNEEXXTT ((PPSSNNEEXXTT))
La Suma de Potencia NEXT (PSNEXT Power Sum NEXT), corresponde a un cálculo, y
no a una medida.
El PSNEXT se deriva de la sumatoria algebraica de los efectos NEXT individuales de un
par sobre los otros tres pares dentro de un cable. El PSNEXT es un parámetro que debe
tenerse en cuenta para decidir si la implementación de una tecnología de transmisión
como el GygabitEthernet puede ser soportada por un cable de 4 pares.
89
22..22.. CCAABBLLEE CCOOAAXXIIAALL
Consiste en un cable con dos conductores concéntricos, en el que un conductor (tubo
exterior) forma un escudo electromagnético alrededor del otro conductor, los dos
conductores están separados por un aislante llamado dieléctrico.
Figura 2.17. Cable Coaxial
El tubo exterior puede estar realizado por distintos procedimientos desde tubos lisos
corrugados con costura longitudinal que puede estar soldada, abierta o solapada. En otras
ocasiones el tubo de cobre está protegido con bandas de acero colocadas
helicoidalmente o longitudinalmente, en este caso soldadas.
Otra gran familia de coaxiales son los cables flexibles en que el conductor exterior suele
ser una o varias mallas de hilos de cobre.
En cuanto al dieléctrico lo ideal seria el vacío o el aire, pero como es necesario tener
concéntrico al conductor central, es necesario utilizar dieléctricos, normalmente
polietileno, procurando que la proporción de éste sea la menor posible, a fin de reducir
pérdidas dieléctricas, especialmente en las más altas frecuencias.
22..22..11.. TTIIPPOOSS DDEE CCAABBLLEESS CCOOAAXXIIAALLEESS
El Comité Consultor Internacional de Telegrafía y Telefonía (Comite Consultatif
Internationale de Telegraphique et Telephonique CCITT) define recomendaciones y
normas que especifican la caracterización de los cables coaxiales. El CCITT forma parte
del Comité Internacional de Telecomunicaciones (International Telecommunications
Union ITU), que es una agencia de las Naciones Unidas.
Los cables coaxiales más comunes son: el RG6, RG59, RG58 y RG62, cada uno de
estos tipos de cables tiene unas características asociadas y de acuerdo a ellas se le da su
utilidad, la tabla 2.13 da una idea:
TTaabbllaa 22..1133:: UUSSOOSS TTÍÍPPIICCOOSS DDEELL CCAABBLLEE CCOOAAXXIIAALL
TTiippoo ddee CCaabbllee Impedancia Característica Uso general
RG58,RG8 ó RG11 50 10Base2,10Base5, Ethernet
RG6, RG59 75 CATV,Video
RG62 93 ARCNet
90
Los cables coaxiales especificados en las recomendaciones del CCITT pueden utilizarse
con sistemas de transmisión de diferentes tipos como se muestra en las siguientes tablas,
todos los datos son para cable de 75, para aplicaciones con cables de 50 en redes de
datos se desarrollarán temas posteriormente
TTaabbllaa 22..1144:: EEMMPPLLEEOO DDEE CCAABBLLEESS CCOOAAXXIIAALLEESS EENN SSIISSTTEEMMAASS AANNÁÁLLOOGGOOSS
DDEENNOOMMIINNAACCIIÓÓNN DDEELL TTIIPPOO DDEE SSIISSTTEEMMAA
MMHHZZ Ancho de banda utilizado
MHz Tipo de coaxial a utilizar
1,3 0,06 a 1,3 1,2/4,4
4 ó 6 0,06ó 0,3 a 4 ó 6 1,2/4,4 2,6/9,5
12 a 18 0,3 a 12 ó 18 1,2/4,4
60 4 a 60 2,6/9,5
TTaabbllaa 22..1155:: EEMMPPLLEEOO DDEE CCAABBLLEESS CCOOAAXXIIAALLEESS EENN SSIISSTTEEMMAASS DDIIGGIITTAALLEESS
DDEENNOOMMIINNAACCIIÓÓNN PPRROOPPUUEESSTTAA DDEE LLOOSS
TTIIPPOOSS DDEE SSIISSTTEEMMAA Ancho de banda
MHz Velocidad típica
Mbps Tipo de coaxial
velocidad media 8,5 35,0
8 34
0,7/2,9 1,2/4,4
velocidad alta 100,0 140 0,7/2,9 1,2/4,4 2,6/9,5
velocidad muy alta 700,0 565 1,2/4,4 2,6/9,5
El cable coaxial es un medio de transmisión muy versátil, fuera de su uso en distribución
de televisión y redes de área local, también es usado en telefonía a larga distancia y para
conexión de periféricos a corta distancia. [4]
22..22..22.. CCAARRAACCTTEERRIIZZAACCIIÓÓNN DDEELL CCAABBLLEE CCOOAAXXIIAALL
Las características eléctricas del cable coaxial dependen principalmente de su geometría
y de los materiales que se utilicen tanto en los conductores como en el dieléctrico.
22..22..22..11 CCOONNSS IIDDEERRAACCIIOONNEESS SSOOBBRREE EELL AA II SSLLAAMMIIEENNTTOO
En cables coaxiales los requisitos más estrictos son hechos sobre el aislamiento entre los
conductores. El material ideal es el aire, pero es necesario que el conductor central
siempre permanezca en el centro del tubo externo. Restringiendo con esto el usar
únicamente aire. El aislamiento de polietileno es, por esta razón, utilizado, ya que tiene un
factor bajo de pérdidas y un alto esfuerzo dieléctrico. Hay un sinnúmero de diferentes
construcciones para mantener el conductor interno centrado.
91
El cable coaxial normal tiene discos espaciadores de polietileno con intervalos
aproximados de 30 mm. Estos mantienen al conductor interno centrado y tienden a
reducir el riesgo de que se aplaste el conductor externo.
Otra forma de asegurar las funciones del aislador, es emplear el "aislamiento tipo balón",
el cual es usado en tubos coaxiales con diámetros pequeños. El aislamiento consiste en
un tubo de polietileno que es comprimido a intervalos regulares, para mantener al
conductor interno centrado.
Los cables coaxiales, para instalaciones donde se requieren cables flexibles tienen un
conductor interno cableado y una malla de alambre como blindaje. El aislamiento normal
para estos cables es polietileno sólido. Otros aislamientos sólidos o celulares también
pueden ser usados.
En los cables coaxiales diseñados para la transmisión de televisión por cable el
aislamiento generalmente consiste en polietileno celular expandido La expansión significa
que el aislamiento consiste parcialmente de células llenas de gas, las cuales hacen al
cable más ligero y dan una atenuación más baja. Las células de gas pueden ser hechas
ya sea químicamente o por una inyección directa de gas.
A continuación se expondrán algunos materiales utilizados tanto para la cubierta como
para el aislamiento y sus propiedades más importantes.
22..22..22..11..11 PPOOLLIICCLLOORRUURROO DDEE VVIINNIILLOO ((PPVVCC))
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS TTÉÉRRMMIICCAASS:: EI PVC es un material termoplástico, suave cuando se calienta y
rígido cuando se estira. La suavidad a diferentes temperaturas depende del tipo y
cantidad de plastificantes. Debido a la rigidez del PVC a bajas temperaturas, es
recomendable que los cables de PVC sean instalados a temperaturas más altas de
10ºC. si no se indica otra cosa. Los conductores aislados con PVC pueden ser usados a
temperaturas mayores de 70ºC. En instalaciones sujetas a altas temperaturas de
operación debe tenerse mucho cuidado de que los cables no sean colocados formando
esquina y que no estén sujetos a altas presiones mecánicas continuas. A temperaturas
arriba de los 100ºC, el PVC de grado estándar se vuelve rígido, como resultado de la
evaporación de los plastificantes. El PVC 105ºC. que ha sido estandarizado para un uso
continuo a temperaturas de 105ºC, contiene menos plastificante volátil y. por esta razón,
retiene su suavidad por un tiempo mayor.
92
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS MMEECCÁÁNNIICCAASS:: La fuerza de resistencia a la tensión y rompimiento del PVC es
muy alta. la dureza puede ser adaptada según requerimiento, variando el tipo y cantidad
de plastificantes.
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS EELLÉÉCCTTRRIICCAASS:: La constante dieléctrica (permitividad) y el factor de pérdidas
del PVC es un poco alta, por la naturaleza del material, esto hace que el aislamiento de
PVC no sea adecuado para los cables de comunicación empleados en altas Frecuencias
o que son extendidos sobre distancias muy grandes. Estas propiedades dieléctricas
dependen también de la temperatura. El esfuerzo dieléctrico es alto. La resistencia de
aislamiento varía con la temperatura. Como lo hacen otros materiales de aislamiento y a
+6ºC es alrededor de 100 veces más bajo que a +20ºC.
Un buen compuesto aislante retiene sus propiedades eléctricas durante una inmersión
prolongada en agua.
RREESSIISSTTEENNCCIIAA AALL EENNVVEEJJEECCIIMMIIEENNTTOO:: El PVC exhibe una buena resistencia al envejecimiento,
aún en climas tropicales. El PVC negro es más adecuado para usarse en exteriores, pero
el compuesto de PVC de color claro puede ser hecho con una buena resistencia a la
intemperie. El PVC es también muy resistente al ozono.
RREESSIISSTTEENNCCIIAA QQUUÍÍMMIICCAA:: El PVC es muy resistente a los ácidos y álcalis, así como a los
aceites de maquinaria y a un gran número de solventes. Ciertos solventes y aceites
pueden causar extracción de plastificantes, resultando un compuesto más duro que éste.
Sin embargo, no deteriora sus propiedades eléctricas. Su resistencia a dichos aceites y
solventes puede ser mejorada con el uso de menos plastificantes solubles. Mezclas de
PVC y Nitrito de caucho son usadas por su alta resistencia al aceite y bajo grado de
migración de plastificante.
EEFFEECCTTOO SSOOBBRREE OOTTRROOSS MMAATTEERRIIAALLEESS:: Durante el contacto con otros materiales, la migración
de plastificantes puede causar endurecimiento u otros cambios en las áreas pintadas en
los plásticos, etcétera. Especialmente la pintura de celulosa y el poliestireno son
severamente afectados, sin embargo resinas termoendurecibles y áreas esmaltadas, son
menos resistentes a los ataques. El PVC generalmente se endurece en contacto con
materiales que causan migración de plastificante, lo cual no necesariamente deteriora sus
propiedades eléctricas.
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS RREETTAARRDDAANNTTEESS AA LLAA LLLLAAMMAA: El PVC rígido puro, contiene 57% de una unión
química de cloro, la cual hace que el material difícilmente se encienda. El cloro, en la
93
combustión de gases, perjudica al suministro de oxígeno y reduce la combustión del
material de PVC.
El PVC usado en alambres y cables debe ser suave, por lo que se emplean varios tipos
de material, que en algunos casos son combustibles. Esto reduce sus propiedades
autoextinguibles, especialmente en ambientes de altas temperaturas.
Añadiendo varios materiales inhibidores del fuego, las propiedades autoextinguibles del
PVC estándar pueden ser mejoradas aun a altas temperaturas de combustión. Dichos
aditivos no deberán ser usados en dos.
22..22..22..11..22 PPOOLLIIEETTIILLEENNOO
El polietileno de baja densidad (LD) es utilizado para la producción de cables normales.
Las propiedades más fuertes del polietileno de media densidad (MD), están encontrando
amplias aplicaciones, debido a su alto esfuerzo y resistencia a la deformación en altas
temperaturas.
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS TTÉÉRRMMIICCAASS:: A causa de las propiedades termoplásticas del material, la
temperatura más alta recomendada para una operación continua es 70ºC, aunque un
breve calentamiento entre 90ºC y 100ºC puede permitirse, siempre y cuando se prevea
que el aislamiento no está sujeto a una presión al mismo tiempo. El polietileno llega a ser
tan rígido a bajas temperaturas como otros termoplásticos, sin embargo, no se convierte
en quebradizo hasta alrededor de –80ºC.
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS MMEECCÁÁNNIICCAASS:: Las propiedades mecánicas del polietileno son buenas. El
polietileno de alta densidad es mucho más rígido y más resistente a la acción mecánica y
abrasión, que el polietileno de baja densidad.
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS EELLÉÉCCTTRRIICCAASS:: Las propiedades eléctricas del polietileno son muy buenas, les
afecta el calor, pero prácticamente no del todo al almacenarse en agua.
RREESSIISSTTEENNCCIIAA AALL EENNVVEEJJEECCIIMMIIEENNTTOO: El polietileno es resistente al envejecimiento aun a
elevadas temperaturas. Los rayos ultravioleta causan grietas en el material, a menos que
se agreguen al polietileno gránulos finos de carbón negro (negro de humo). Es por esto
que el polietileno resistente a la intemperie deberá ser de color negro.
RREESSIISSTTEENNCCIIAA AA LLOOSS QQUUÍÍMMIICCOOSS:: A temperatura ambiente, el polietileno es muy resistente a
todos los químicos, aceites y solventes. Las propiedades eléctricas, sin embargo, pueden
94
ser dañadas por la absorción de ciertos aceites y solventes, aun a la temperatura
ambiente.
EEFFEECCTTOO SSOOBBRREE OOTTRROOSS MMAATTEERRIIAALLEESS:: El polietileno no contiene plastificantes, por lo tanto.
no afecta la migración a otros materiales. En contacto con el PVC, caucho, etc., el
polietileno podría, sin embargo, absorber pequeñas cantidades de plastificante, los que
afectan las propiedades eléctricas, especialmente el factor de pérdidas. El polietileno
deberá ser usado solo, sin contacto con el PVC o ser protegido de alguna manera contra
la migración de plastificantes.
PPRROOPPIIEEDDAADDEESS RREETTAARRDDAANNTTEESS DDEE LLAA LLLLAAMMAA:: El polietileno mantiene la combustión. La
generación de humos, el contenido de monóxido de carbono y las emanaciones
aumentan, si el suministro de oxígeno es limitado. Los aditivos para mejorar la resistencia
al fuego pueden usarse, pero las propiedades mecánicas y eléctricas son afectadas
adversamente, de tal manera, que estos aditivos se evitan en los aislamientos de los
cables para altas tensiones o altas frecuencias.
22..22..22..11..33 PPOOLLIIAAMMIIDDAA ((PPAA,, NNYYLLOONN))
La poliamida es usada principalmente como un material de aislamiento en cables para
conmutadores y como una cubierta en alambres aislados con PVC y polietileno, los cuales
están sujetos a gran desgaste.
La poliamida brinda propiedades que pueden destacarse, comparado con el PVC y con el
polietileno, el nylon es un material fuerte, que muestra gran resistencia a los aceites.
Diferentes tipos de nylon son empleados en la producción de cables de
telecomunicaciones, utilizando así sus variadas propiedades. Ejemplos de lo anterior son
el nylon 12, que es usado como aislamiento por sus relativamente buenas propiedades
eléctricas, aunque el nylon 6 es utilizado sólo para proporcionar protección mecánica.
22..22..22..11..44 FFLLUUOORROOPPLLAASSTTIICCOOSS ((PPRRFFEE,, FFEEPP,, EETTFFEE,, EECCTTFFEE))
Varios de los materiales termoplásticos que contienen halógenos de flúor y claro en
diversas cantidades, se utilizan como aislamiento para cables de potencia y de
telecomunicaciones, las propiedades mecánicas y eléctricas son muy buenas, permitiendo
productos de dimensiones pequeñas. Las propiedades térmicas, así como la resistencia al
envejecimiento, aceites, químicos y fuego, son también muy buenas, lo que significa que
95
pueden ser usados dentro de un campo muy amplio de temperaturas y de ambientes, en
los cuales otros materiales no pueden emplearse.
22..22..22..11..55 MMAATTEERRIIAALL TTPPEE
Elastómero Termoplástico es el nombre colectivo para un gran número de plásticos de
muy alto peso molecular, usados ya sea como aislamiento o como material de cubierta en
los cables. Ciertos polímeros TPE tienen muy buenas propiedades eléctricas y rangos
mayores de temperatura de operación que el PE y el PVC. La buena flexibilidad a bajas
temperaturas y la elasticidad a temperatura ambiente del material, le confiere propiedades
parecidas al hule.
Como los materiales TPE están compuestos por dos o más materiales polímeros básicos
diferentes, hay posibilidades de combinación casi interminables. Suave, duro, amorfo,
cristalino, polar, no polar, etc., son los que pueden hacerse para muchas y diferentes
aplicaciones Poliuretano
Como la poliamida, el poliuretano es relativamente caro, por lo tanto, su uso en cables es
menos común. Sus buenas propiedades mecánicas, así como el alto esfuerzo de tensión
y la gran resistencia al desgaste, hace que el material sea especialmente apropiado para
la cubierta en cables que requieren tales propiedades. El poliuretano es también muy
flexible a temperaturas bajas como -40ºC y muestra gran resistencia al aceite, al petróleo
y a la mayoría de los aceites.
22..22..22..11..66 CCAAUUCCHHOO
Actualmente el caucho ha llegado a ser un término colectivo para un gran número de
materiales que, después de su vulcanización, llegan a ser elásticos. Los materiales
básicos para los compuestos de caucho que son usados en la fabricación de cables, son
además del caucho natural, el llamado caucho sintético, hecho de estireno-butadieno.
etileno-propileno-cloropreno, PE clorosulfonado, nitrilo de PVC, silicón y caucho de
vinilacetato de etileno. Las propiedades de los compuestos pueden ser variadas dentro de
amplios limites. cambiando la composición de las mezclas. [5]
22..22..22..22 PPRROOPP II EEDDAADDEESS EELLÉÉCCTTRRIICCAASS
Las propiedades eléctricas de los cables coaxiales son prácticamente las mismas
correspondientes a los cables de par trenzado. A continuación se hace alusión a las
96
distintas propiedades eléctricas de estos cables, las cuales influyen en su desempeño
como medio de transmisión
22..22..22..22..11 IIMMPPEEDDAANNCCIIAA CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAA
En términos generales, la impedancia característica es la resistencia total a la corriente
alterna. Está compuesta por la resistencia, la reactancia inductiva y capacitiva. La
impedancia puede ser calculada con los parámetros primarios, usando la expresión:
jw Cg
jw LRZ
Ohm
Los cables coaxiales normalmente se encuentran con impedancias características de 50,
75 y 93. De acuerdo a este valor se elige su aplicación, por ejemplo, los cables de 75
se utilizan en sistemas de video, los de 50 para redes Ethernet y los de 93 para
ARCNet.
Para cables coaxiales de 75 la ITU ha normalizado básicamente cuatro tipos de cables
(Recomendaciones G.621, G.622 y G.623 ) para los cuales ha especificado el valor
nominal del diámetro de los conductores, espesor de las pantallas, etc.
TTaabbllaa 22..1166:: DDIIMMEENNSSIIOONNEESS DDEE LLOOSS CCAABBLLEESS CCOOAAXXIIAALLEESS,, SSEEGGÚÚNN RREECCOOMMEENNDDAACCIIÓÓNN IITTUU GG..662211,, GG..662222 yy
GG..662233
TTIIPPOO DDEE CCAABBLLEE Conductor
interior, [mm] Conductor
exterior, [mm] Espesor de la malla,
[mm] Espesor de la pantalla, [mm]
0,7/2.9mm microcable 0,7 2,9 0,1 0,1
1,2/4,4mm cable pequeño
1,2 4,4 0,15 ó 0,18
2,9/9,5mm cable normal
2,6 9,5 0,25
2,6/9,5mm Cobre-Aluminio
2,8 10,2 0,7
El CCITT ( Recomendación G623) recomienda el uso de la siguiente formula para tener
en cuenta la variación de la impedancia característica con la frecuencia.
j1
f
012301474Zo
,,
para el cable coaxial de 2,6/9,5 mm, con frecuencia en MHz
EL Comité Internacional de Telecomunicaciones también especifica que el valor nominal
de la parte real de la impedancia característica a 1 MHz deberá ser de 75 para los
cables de 1,2/4,4 mm ( Rec. G. 622) y para los cables de 0,7/2,9 mm ( Rec. G. 621).
97
El CCITT ha recomendado ( Rec. G. 621/ 622 / 623) los siguientes valores para la
atenuación:
Cable 2,6/9,5 mm a 60 MHz, 10°C: 18,00 0,3 dB/km
Cable 1,2/4,4 mm a 1 MHz, 10°C: 5,3 dB/km.
Cable 0,7/2,9 mm a 1 MHz, 10°C: 8,9 dB/km.
22..22..22..22..22 RREESSIISSTTEENNCCIIAA
Al igual que la resistencia de los cables simétricos, hay que considerar dos términos: la
resistencia en corriente continua (RDC) y la resistencia efectiva o en corriente alterna (RCA).
La RDC depende de las especificaciones del cable y es igual a la suma de la resistencia
del conductor central y del exterior del cable. La RCA se debe casi exclusivamente al
efecto pelicular ya que la simetría del par hace que la distribución de corriente tenga
también simetría cilíndrica.
Considerando que los cables coaxiales se utilizan normalmente a altas frecuencias, se
puede demostrar que para el cable se tendría:
kmOhmfD
1D
D
Rca2
1
2
/
En donde:
D2: Diámetro del conductor exterior, mm
D1: Diámetro del conductor interior, mm
f: Frecuencia de transmisión, Hz
22..22..22..22..33 CCAAPPAACCIITTAANNCCIIAA
Depende de la constante dieléctrica del cable y de su tamaño. Viene dada por la siguiente
expresión:
kmF
D
DLn18
ErC
1
2
/μ
En donde Er es la constante dieléctrica relativa media, normalmente del orden de 1.18.
Para los cables coaxiales normalizados en los que D2/D3 = 3,6 queda:
98
C = 43,3 Er , pF/ Km.
22..22..22..22..44 IINNDDUUCCTTAANNCCIIAA
Está formada por la debida al flujo interno en los dos conductores (LI) la cual a su vez
depende de la frecuencia, disminuyendo con ésta, y por la inductancia externa (LE)
correspondiente al espacio entre conductores, la cual depende de las dimensiones de
éstos.
A las frecuencias de normal utilización del coaxial, es decir, altas frecuencias, la LI es
despreciable frente a la LE.
22..22..22..22..55 RREESSIISSTTEENNCCIIAA DDEE AAIISSLLAAMMIIEENNTTOO
La resistencia de aislamiento se utiliza como una medida de la calidad del aislamiento y
garantiza un valor que es generalmente más alto que el requerido en una conexión.
La resistencia disminuye con el aumento de la temperatura y es también afectada por la
humedad.
22..22..22..22..66 CCOONNSSTTAANNTTEE DDIIEELLÉÉCCTTRRIICCAA
La constante dieléctrica es una propiedad inherente de cada material de aislamiento, los
aislamientos de polietileno y PVC tienen mejor contante dieléctrica que el aislamiento de
papel.
22..22..22..22..77 CCOONNSSTTAANNTTEE DDEE FFAASSEE (( ))
Al ser L y C independientes de la frecuencia, resulta la constante de fase lineal con ésta.
La viene dada por: [4]
= = LC , rad/Km.
22..22..33.. CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEELL CCAABBLLEE CCOOAAXXIIAALL
Este medio utiliza dos métodos de transmisión: Banda base y Banda ancha. Básicamente
existen dos tipos de coaxial para aplicaciones en redes: cable de 75, que se utiliza por
norma en sistemas CATV (community antenna televisión), y los cables de 50. Estos
últimos son usados únicamente para señales digitales (Banda base) y los de 75 para
señales análogas con FDM (banda ancha ) y señales de alta velocidad tanto análogas
como digitales en las que no es posible la FDM ( canal sencillo de banda ancha).
99
El cable CATV es usado tanto para señales análogas como digitales. Para señales
digitales, es posible manejar frecuencias de 300 a 400MHz. Los datos análogos, como
audio y video, pueden ser manejados en el cable simultáneamente. Cada canal de TV
tiene asignado un ancho de banda de 6 MHz; un canal de radio requiere mucho menos,
por lo tanto un gran número de canales pueden ser llevados en el cable utilizando FDM.
Cuando la FDM es usada, se refiere al cable CATV como “banda ancha”. El espectro de
frecuencia del cable es dividido en canales, cada uno lleva señales análogas los datos
digitales también pueden ser transportados por el canal. Varios esquemas de modulación
han sido utilizados para datos digitales uno de ellos es el PSK. La eficiencia del módem
determinará el ancho de banda necesario para soportar la rata de datos.
22..22..33..11 CCOONNEECCTTIIVVIIDDAADD
El cable coaxial es aplicable a configuraciones punto a punto y multipunto. El cable de
50 puede soportar del orden de 100 aparatos por segmento, es posible unir segmentos
y utilizar repetidores. El cable de 75 puede soportar miles de aparatos. El uso del cable
de 75 a altas ratas de datos (50Mbps) introduce problemas técnicos.
Las distancias máximas en banda base están limitadas a unos pocos kilómetros. Las
redes en banda ancha se puede espaciar en decenas de kilómetros. Los tipos de ruidos
electromagnéticos encontrados usualmente en la industria y en áreas urbanas son de baja
frecuencia, donde la mayoría de la energía reside en la señal digital, las señales análogas
pueden ser puestas en transportadoras de alta frecuencia para así evitar las componentes
de ruido. Para el objetivo de este trabajo (edificios comerciales) las principales limitantes
son el ruido térmico y el ruido de intermodulación. Este último aparece sólo cuando se
usan simultáneamente varios canales o bandas de frecuencias.
22..22..33..22 DD IIAAFFOONNÍÍAA OO CCRROOSSSSTTAALLKK
La diafonía es la fuga de señales de la línea en la cual son transmitidas a otra vecinas. La
diafonía puede ser comprensible (se pueden escuchar la conversación de los vecinos) o
incomprensible (sólo disturbios indefinidos). La diafonía ocurre en líneas que no están
perfectamente simétricas (una con respecto a la otra). La falta de simetría causa
acoplamientos que pueden ser de carácter capacitivo, inductivo o resistivo.
100
En líneas simétricas, la línea esta sujeta a interferencias que la afectan, comúnmente
esta interferencia es causada por acoples magnéticos y/o capacitivos, sin embargo en
cables coaxiales, el ccrroossssttaallkk es debido a otras causas.
En líneas coaxiales, el problema predominante es el acople galvánico puesto que el
efecto perturbador es debido a el acople resistivo del conductor externo.
La resistencia de acople en coaxiales está definida por:
Rx = I
Ui
Donde: Rx: Resistencia de acople en
Ui: Voltaje en circuito abierto debido a corrientes de interferencia
I: Corriente de interferencia
En un tubo de metal la resistencia de acoplamiento decrece cuando la frecuencia crece,
esta resistencia también se ve afectada por la cercanía de otros coaxiales. Por tanto, la
reducción del crosstalk depende básicamente del diseño del (o de los) conductor externo
del coaxial.
22..22..33..33 AATTEENNUU AACCIIÓÓNN
La atenuación depende de la Frecuencia y aumenta con los incrementos de la frecuencia.
A altas frecuencias es casi proporcional a f . La atenuación depende también de la
temperatura y aumenta alrededor de 0.2% por grado centígrado, a Frecuencia arriba de 1
MHz.
La atenuación en un cable coaxial puede ser calculada como:
A = Ao + A1 f +A2 f, dB/km
Donde: Ao = Puede generalmente despreciarse.
A1= Son las pérdidas del conductor.
A2= Son las pérdidas en el aislamiento.
f = Es la frecuencia expresada en MHz.
DZ
d
D1
361
1A , y d
D60Z ln
101
Siendo: = Constante dieléctrica relativa
p = Resistividad en el conductor interno y externo (considerando que son el mismo material)
D = Diámetro interno del conductor externo en mm
d = Diámetro del conductor interno en mm.
102
22..33.. FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
La fibra óptica es un medio de transmisión de información análoga o digital en la cual los
principios básicos de funcionamiento se justifican de forma clara, aunque poco rigurosa,
aplicándole las leyes de la óptica geométrica. Si se quiere entender rigurosamente el
mecanismo de propagación en el interior de la fibra, hay que recurrir a la resolución de las
ecuaciones del campo electromagnético; es decir, las ecuaciones de Maxwell.
Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se
efectúa la propagación, denominada núcleo, y de una zona externa al núcleo y coaxial
con él, totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que
se denomina envoltura o revestimiento.
Figura 2.18 Conformación física de la Fibra Óptica
La fibra es tan pequeña y frágil, que se le ubica dentro de un cable, como se ve en la
figura 2.18.
El núcleo que consiste de vidrio o cuarzo, tiene un índice de refracción más alto que el
revestimiento de vidrio, cuarzo o plástico que lo rodea. A su vez la superficie del reves-
timiento está protegida por una cubierta primaria de acrilato. La fibra está protegida
103
contra esfuerzos mecánicos debidos al cableado, instalación, cambios de temperatura,
etc., ya que usualmente se coloca libre en el tubo que forma la cubierta secundaria.
Los aspectos principales para la propagación de luz en las fibras ópticas son:
Alta pureza del material del núcleo y que la atenuación se mantenga dentro de límites
razonables.
Que los rayos, que por una razón u otra tiendan a cambiar su dirección de
propagación, se mantengan dentro del núcleo de la fibra.
La alta pureza fue un problema en el procesamiento del material de la fibra que ya ha sido
resuelto.
Se debe tener en cuenta que tanto el índice de refracción como la transparencia, varían
con la longitud de onda y la temperatura. Una cierta pérdida por dispersión (de Rayleigh)
de la fibra no puede ser evitada por razones teóricas. A mayores longitudes de onda las
pérdidas aumentan debido a la absorción de rayos infrarrojos (absorción de calor).
Los rayos son mantenidos en el núcleo debido a que el índice de refracción disminuye
cuando aumenta la distancia desde el centro de una sección transversal imaginaria del
núcleo de la fibra. Por esto el índice de refracción puede disminuir por pasos, como en la
fibra con índice escalonado o hacerlo gradualmente como en la fibra con índice gradual.
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres
características fundamentales:
Del diseño geométrico de la fibra.
De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración (diseño óptico).
Del ancho espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea el ancho, menor
será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.
22..33..11.. PPRROOPPAAGGAACCIIÓÓNN DDEE LLAA LLUUZZ EENN GGUUÍÍAASS DDEE OONNDDAASS CCIILLÍÍNNDDRRIICCOOSS
Cuando se estudia la propagación de la luz en el interior de la fibra óptica, es preciso
trabajar con las ecuaciones de Maxwell. Resolviéndolas se encuentra que la ecuación de
propagación de la onda tiene varias soluciones, función -entre otras variables- del
diámetro de la fibra. Cada solución -llamada modo- equivale a un modo o forma diferente
de propagación de la onda.
104
El parámetro V, llamado frecuencia de corte normalizada, relacionado con el número de
veces que el radio a de la fibra contiene a la longitud de onda . Este factor V depende
de:
La longitud de la onda que se está propagando.
Del diámetro del núcleo
Del índice de refracción del mismo
La apertura numérica, NA
2na
2nnn2a
2nnnna
2nna
2V 1212121
22
21 )())((
2na
2V 1
donde 2/ = es la constante de fase de la onda (0 = /v = 2f/v = 2) siendo f su
frecuencia, la pulsación y v la velocidad de propagación.
Figura 2.19. Modos posibles en una fibra
El parámetro V se utiliza para identificar el número posible de modos de transmisión en
una gguuííaa ddee oonnddaass, demostrándose que para valores de V inferiores a 2,405 existe un
único modo de propagación, llamado HE11, mientras que para valores superiores es
posible la existencia de más modos.
Combinando los diversos valores de los índices de refracción n1 y n2 del núcleo y
revestimiento, respectivamente, y del radio del núcleo, se pude mantener V menor o igual
a 2,405, de lo que resultarán diferentes fibras con una característica común: la
transmisión de un solo modo, por lo que se llaman ffiibbrraass mmoonnoommooddoo.
105
A medida que el valor de V se incrementa, aumenta el número de modos transmitidos:
estamos ante las llamadas ffiibbrraass mmuullttiimmooddoo. Es decir, que para valores de la relación n1 /
n2 y de a que hacen a V > 2,405 es posible más de un solo modo de propagación.
El concepto de lloonnggiittuudd ddee oonnddaa de corte que consiste en aquella longitud de onda para
la cual un modo determinado deja de ser transmitido y, en particular para las fibras
monomodo, a aquella longitud de onda por debajo de la cual la fibra comienza a guiar
más de un modo y pierde su carácter primitivo.
La apertura numérica depende exclusivamente de los materiales empleados, no pudiendo
sus índices de refracción variar entre límites amplios. Por tanto, la única posibilidad, para
una longitud de onda dada, de conseguir una fibra monomodo o multimodo está en variar
el radio a del núcleo de la fibra.
En general, para valores de 2a inferiores a 8 ó 10 m se obtienen fibras monomodo,
siendo típicas las fibras multimodo de 50 ó 60m de diámetro (Recomendación ITU
G651S). Las fibras monomodo son mejores para transmitir señales a largas distancias y/o
para grandes capacidades de transmisión, pero su pequeño diámetro dificulta la
fabricación y posteriormente el empalme, aunque las técnicas actuales ya han resuelto
ambos problemas.
En fibras multimodo cabe también la posibilidad de los modos se propaguen siguiendo el
plano que contiene al eje de la fibra modos meridionales, o bien en planos que no
contengan a dicho eje modos no meridionales. La trayectoria de estos últimos será
poligonal.
22..33..11..11 ÍÍNNDDIICCEE DDEE RREEFFRRAACCCCIIÓÓNN ,, NN
Nuestros ojos se han adaptado durante la evolución a la luz del sol, la cual tiene su
máxima energía en el rango de 400800 nm. La radiación, en este rango, es llamada Luz
Visible. La velocidad de la luz en el vacío, Co, es de aproximadamente 3 108 m/s (= 0,3
m/ns). En los medios sólidos o líquidos la velocidad, v, es algo más baja y el cociente nos
da el índice de refracción del material.
Recubrimiento n2
Nucleo n1 > n
2
Eje del
conductor
de fibra optica
Figura 2.20. Dispersión de la luz en la Fibra óptica
106
En consecuencia el valor de n para el vacío es igual a 1 y vale alrededor de 1,5 para
algunos sólidos y líquidos comunes. El índice de refracción en un material es constante
con una leve dependencia de la temperatura, la longitud de onda y la presión.
22..33..11..22 RREEFFLLEEXXIIÓÓNN YY RREEFFRRAACCCCIIÓÓNN
Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie definida entre dos medios transparentes,
es dividido en una parte reflejada y una refractada como se muestra en la siguiente figura
2.22.
Figura 2.21. Reflexión y refracción de la luz
Ley de la reflexión: i = r
Ley de la refracción (Ley de Snell): )()( bSenniSenn 21
22..33..11..33 RREEFFLLEEXXIIÓÓNN TTOOTTAALL ..
Cuando el rayo de luz viaja desde un material más denso (n2>n1) hacia uno menos denso
y si se aumenta i, entonces b pronto iguala a 90°. Al incrementar i por encima de este
ángulo crítico, se obtiene reflexión total como se ilustra en la siguiente figura.
107
Figura 2.22. Reflexión total de la luz
22..33..22.. PPAARRÁÁMMEETTRROOSS CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCOOSS DDEE LLAASS FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
La siguiente tabla reúne los diversos parámetros que caracterizan a las fibras ópticas.
TTaabbllaa 22..1177:: PPAARRÁÁMMEETTRROOSS CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCOOSS EENN LLAASS FF..OO
Parámetros Estáticos
Ópticos Apertura numérica Perfil del índice de refracción
Geométricos
Diámetro del núcleo Diámetro del revestimiento Excentricidad No circularidad del núcleo No circularidad del revestimiento
Parámetros dinámicos
Atenuación Intrínseca a la fibra Por causas extrínsecas
Dispersión Dispersión modal Dispersión del materia Dispersión por efecto guía ondas
22..33..22..11 PPAARRÁÁMMEETTRROOSS EESSTTÁÁTT IICCOOSS
Los PPAARRÁÁMMEETTRROOSS EESSTTÁÁTTIICCOOSS son constantes a lo largo de la fibra, dentro de las tolerancias
propias de fabricación, y se refieren a las características ópticas y geométricas de la
misma.
22..33..22..11..11 AAPPEERRTTUURRAA NNUUMMÉÉRRIICCAA ((NNAA))
La apertura numérica (NA) es el seno del ángulo mitad del vértice del cono de rayos más
grande que puede entrar o salir del núcleo de una fibra óptica, multiplicado por el índice
de refracción del medio en que se encuentra el vértice del cono.
108
Figura 2.23. Apertura Numérica de una F.O
Por definición la aappeerrttuurraa nnuumméérriiccaa es NA = Sen MÁX
La reflexión total se obtiene en P si MÁX
2
1
21
n
nSen
90SennSenn
De la ley de SNELL se tiene la siguiente ecuación 11MAX SennSen
Pero 2Cos1SenCosSen
y por lo tanto 12
111MAX Cos1nSennSenNA
22
212
1
22
21
1
2
12
1 nnn
nnn
1n
2n1nSen1nNA
Por tanto la aappeerrttuurraa nnuumméérriiccaa, determina la cantidad de luz que puede aceptar una fibra
y, en consecuencia, la energía que puede transportar, no necesariamente ligada a la
calidad de la información correspondiente.
Es posible expresar la apertura numérica de la siguiente forma
2nNA 1
En efecto, 21
22
12
1L1
0
10
n
n1nSen1nCos
n
nnNA
L1
, lo cual se reduce a:
2nnn2nnn2nnNA 12121122
21 )(
donde es la diferencia relativa de índices de refracción de los dos medios:
1
21
n
nn
109
Se hace la suposición que n1 es constante e igual en cualquier sección del núcleo y a lo
largo de su radio, circunstancia que, de modo intencionado, no siempre se da. Los valores
más usuales de n1 oscilan en valores muy próximos a 1,45 dependiendo de la
composición del núcleo.
Los valores típicos del índice relativo para fibras con núcleo de SiO2 están comprendidos
entre 0,001 y 0,01, y los de la apertura numérica oscilan entre 0,06 y 0,3. Dicho de otro
modo, para un índice de refracción externo n0 = 1 (el vacío o, aproximadamente, el aire) el
ángulo oscila entre 4° y 17°.
Obsérvese entonces que la apertura numérica depende exclusivamente de los materiales
de que estén hechos núcleo y revestimiento. Cuanto más parecidos sean sus índices de
refracción, menor será el valor resultante para NA y menor, por tanto, el ángulo límite de
aceptación . Para materiales más parecidos, se exigirá pues, a la fuente que proporcione
un haz de luz más estrecho.
22..33..22..11..22 PPEERRFFIILL DDEELL ÍÍNNDDIICCEE DDEE RREEFFRRAACCCCIIÓÓNN
Hace referencia a la distribución del índice de refracción a lo largo de un diámetro de una
fibra óptica.
El ppeerrffiill ddeell íínnddiiccee ddee rreeffrraacccciióónn, que define la ley de variación del mismo en sentido
radial, y siendo la velocidad de la luz en cada punto función de dicho índice, dará lugar a
diversas velocidades en diferentes puntos.
Cuando una fibra óptica tiene un índice de refracción constante n1 la velocidad de los
modos que se transmiten será la misma, pero esto conlleva a que los espacios recorridos
sean diferente produciéndose un retardo relativo y, en consecuencia un ensanchamiento
del impulso de entrada.
A este fenómeno se le conoce como dispersión modal y provoca una disminución del
ancho de banda de la F.O. Naturalmente lo anterior es para fibras que transmiten más de
un modo.
Para disminuir este retardo se construyen fibras que tengan una variación del índice de
refracción del núcleo con lo que se disminuye el efecto de la dispersión modal.
Una posible clasificación de las fibras será: [6]
Fibras multimodo de salto de índice
110
Fibras multimodo de índice gradual
Fibras monomodo
22..33..22..22 PPAARRÁÁMMEETTRROOSS GGEEOOMMÉÉTTRRIICCOOSS ((DD IIÁÁMMEETTRROOSS YY
EEXXCCEENNTTRRIICCIIDDAADDEESS ))
Son función de la tecnología usada en la fabricación de las fibras, y las tolerancias co-
rrespondientes serán una consecuencia de la misma. Cualquiera que sea el tipo de fibra a
considerar, los parámetros geométricos que la caracterizan son los siguientes:
Diámetro del núcleo.
Diámetro del revestimiento.
Estos diámetros, dependiendo de la tecnología de fabricación, y por lo tanto arrastran
errores diversos. La magnitud de las tolerancias correspondientes se encuentra recogida
en la Recomendación G.651 del CCITT para fibra multimodo y G.652 para las monomodo.
Además, el propio proceso de fabricación introduce defectos en la concentricidad del
núcleo y en la circularidad de núcleo y revestimiento, lo que obliga a definir los siguientes
parámetros adicionales:
Excentricidad.
No circularidad del núcleo.
No circularidad del revestimiento.
Siendo:
dNMAX, dNMIN : Diámetro máximo y mínimo del núcleo.
dRMAX, dRMIN : Diámetro máximo y mínimo del revestimiento.
N, R : Centros geométricos respectivos del núcleo y revestimiento.
NNÚÚCCLLEEOO: La región central de una fibra óptica, a través de la cual se transmite la mayor
parte de la potencia óptica.
DDIIÁÁMMEETTRROO DDEELL NNÚÚCCLLEEOO: Promedio de los valores máximo y mínimo del diámetro del
núcleo.
)(MINMAX NNN dd
2
1d
NNOO CCIIRRCCUULLAARRIIDDAADD ((EELLIIPPTTIICCIIDDAADD)) DDEELL NNÚÚCCLLEEOO: Diferencia entre los diámetros de los dos
círculos definidos por el campo de tolerancia del núcleo (superficie del revestimiento)
dividida por el diámetro del núcleo (superficie del revestimiento).
111
N
NN
Nd
ddN MINMAX
RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO: Región más externa de índice de refracción constante en la sección
transversal de la fibra.
CCEENNTTRROO DDEELL RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO:: EEn una sección transversal de la fibra óptica, centro del
círculo que mejor corresponde al límite exterior del revestimiento.
DDIIÁÁMMEETTRROO DDEELL RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO: Diámetro del círculo que define el centro del
revestimiento. Es el promedio de los valores máximo y mínimo del diámetro del
revestimiento:
)(MINMAX RRR dd
2
1d
NNOO CCIIRRCCUULLAARRIIDDAADD DDEELL RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO: Diferencia entre los diámetros de los dos círculos
definidos por el campo de tolerancia del revestimiento, dividida por el diámetro nominal
del revestimiento.
R
RR
Rd
ddN MINMAX
)(
DDEESSVVIIAACCIIÓÓNN DDEELL DDIIÁÁMMEETTRROO DDEE LLAA SSUUPPEERRFFIICCIIEE DDEELL RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO: diferencia entre los
valores real y nominal del diámetro del revestimiento
CCAAMMPPOO DDEE TTOOLLEERRAANNCCIIAA DDEELL RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO: En una sección transversal de la fibra óptica,
región entre el círculo que circunscribe el límite exterior del revestimiento y el mayor
círculo, concéntrico con el primero, que corresponde al límite exterior del revestimiento.
Ambos círculos tendrán el mismo centro que el revestimiento.
EEXXCCEENNTTRRIICCIIDDAADD NNÚÚCCLLEEOO RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO: N
RNd
NRC
La tolerancia definida por la normatividad de la Unión Internacional de
Telecomunicaciones se presenta en la siguiente tabla: [7]
112
TTaabbllaa 22..1188:: TTOOLLEERRAANNCCIIAASS VVÁÁLLIIDDAASS PPAARRAA LLOOSS PPAARRÁÁMMEETTRROOSS GGEEOOMMÉÉTTRRIICCOOSS DDEE LLAA FF..OO,, SSEEGGÚÚNN
RREECCOOMMEENNDDAACCIIÓÓNN DDEE LLAA IITTUU
PPAARRÁÁMMEETTRROO
GGEEOOMMÉÉTTRRIICCOO FFIIBBRRAA MMUULLTTIIMMOODDOO FFIIBBRRAA MMOONNOOMMOODDOO
dN < 6% < 10%
dR < 2.4% < 2.4%
CN-R < 6% < 0.53m
NN < 6% < 6%
NR < 2% < 2%
22..33..22..33 PPAARRÁÁMMEETTRROOSS DD IINNÁÁMMIICCOOSS
Los PPAARRÁÁMMEETTRROOSS DDIINNÁÁMMIICCOOSS se refieren a las características de la fibra que afectan a la
progresión de la señal a lo largo de la misma.
El modelo de una fibra óptica en el cual la propagación de la luz no incluye pérdidas es
solo de forma teórica. En la práctica existen dos fenómenos que contribuyen a degradar
la información, de modo que en la recepción las características de la señal no son
idénticas a las transmitidas en origen. Se trata de las pérdidas por atenuación en el
interior de la fibra y de la dispersión en el material, si bien en el caso de ésta no se
atiende especialmente a las pérdidas, por lo que se estudia separadamente.
22..33..22..33..11 AATTEENNUUAACCIIÓÓNN EENN LLAASS FFIIBBRRAASS
Se define la pérdida o atenuación en el interior de .una fibra como la relación entre las
potencias luminosas a la salida y a la entrada, expresada en decibelios y calculada para
determinada longitud de onda .
R
TdB
P
PLog10P )(
El coeficiente de atenuación )( se define como la atenuación por unidad de longitud,
generalmente el km, a esa longitud de onda:
R
T
P
PLog10
L
1)(
Son varios los mecanismos de degradación que contribuyen a esta pérdida de energía,
siendo unos de carácter intrínseco a la fibra, tal como la composición de vidrió, y otros de
origen externo, causados por impurezas, defectos de cableado, de geometría de la fibra,
etc. La atenuación adicional que proporcional estos últimos es muy variable y puede
minimizarse en muchos casos con un estudio adecuado de las condiciones de fabricación,
mientras que los primeros vienen obligados por los fenómenos físicos que ocurren en el
113
interior de la fibra y dependerán del material de dopado del núcleo y de la longitud de
onda de trabajo.
En cualquier caso, hay que resaltar como características generales de la transmisión por
fibra:
La atenuación de la señal en un medio convencional, como los cables de cobre, depende
del rango de frecuencia de la señal portadora de la información a transmitir, de modo que
aumenta con ésta, y de modo más que proporcional.
Sin embargo, la atenuación en la F.O. no depende del ancho de banda de modulación,
debido a que la frecuencia portadora es superior en varios órdenes de magnitud a la
frecuencia de modulación, lo que no ocurre en las guías de onda convencionales.
La potencia total transmitida se distribuye entre los diversos modos que se propagan en el
caso de las fibras multimodo. Cuando la propagación es monomodal, la potencia
transmitida se distribuye también aleatoriamente entre las diversas rayas espectrales del
modo transmitido.
22..33..22..33..22 AATTEENNUUAACCIIÓÓNN PPOORR TTEENNDDIIDDOO,, AAMMBBIIEENNTTEE YY EENNVVEEJJEECCIIMMIIEENNTTOO
Durante la instalación, además de las curvaturas comentadas, la fibra se ve sometida a
los agentes climáticos y a cierta fatiga estática provocada por el tendido, que contribuyen
también en mayor o menor grado a incrementar las pérdidas y acortar la vida de la fibra.
Para resolver estos problemas hay dos soluciones de carácter general:
Aplicar sobre un recubrimiento primario una sustancia rígida, tipo nylon, en forma de
segundo recubrimiento ceñido.
Colocar la fibra, con su primer revestimiento, dentro de un segundo revestimiento
holgado, rellenando el espacio intermedio con un medio viscoso, como el petrolato.
Ambas alternativas presentan sus respectivas ventajas: la primera muestra una buena
estabilidad en un amplio rango de temperaturas; la segunda presenta un incremento de
pérdidas despreciable durante el cableado. En el caso de los cables submarinos, ambas
soluciones pueden ser idóneas.
Por último, y en lo referente al envejecimiento de la fibra, cabe resaltar que se produce en
determinadas condiciones de tensión permanente o cuando la tensión de tendido excede
de determinada fracción de la permanente, así como por la presencia de fisuras
superficiales.
114
22..33..22..33..33 AATTEENNUUAACCIIÓÓNN TTOOTTAALL
Al sumar todas las pérdidas antes enunciadas, se obtiene una curva como la de la figura
2.24, en la que se observa:
Una zona por debajo de los 800nm, que no es conveniente utilizar por ser de alta
atenuación.
Una zona por encima de los 1600nm que presenta problemas de atenuación por el
efecto de los rayos infrarrojos. Además, la tecnología de emisores y fotodetectores
para esta longitud de onda es muy reciente.
Tres zonas de mínima atenuación, denominadas ventanas, que determinan las
longitudes de onda habituales para trabajar. Los primeros sistemas de fibra trabajaron
en la primera ventana (850nm). En este momento la zona de trabajo más habitual es
la segunda ventana, en torno a los 1300nm.
Figura 2.24. Atenuación en una fibra: Nótese la menor atenuación en = 850nm y = 1300nm
22..33..22..33..44 DDIISSPPEERRSSIIÓÓNN EENN LLAASS FFIIBBRRAASS
Los rayos insertados en una fibra disponen en todo momento de cierto número de grados
de libertad en su progresión hacia el extremo receptor.
Como es posible que sigan caminos diferentes caso de las fibras multimodo y, por otra
parte, la velocidad en cada punto, y en consecuencia el índice de refracción, depende de
115
la longitud de onda, se producirán ensanchamientos temporales de los impulsos cuyo
efecto es acumulativo con la distancia.
A los efectos anteriores ha de sumarse el ensanchamiento causado por las diferentes
estructuras ópticas y geométricas de las fibras.
Este conjunto de efectos conforman un segundo parámetro característico de las fibras: la
dispersión. Este parámetro define la capacidad máxima que, por unidad de longitud, se
puede transmitir por una fibra, por lo que puede medirse en términos de retardo relativo o
de la máxima frecuencia pasante que admite (según se trate de señal digital o analógica).
Como el efecto de dispersión es acumulativo con la longitud de la fibra ,la capacidad de la
misma se mide en MHz.Km, por lo que el número de circuitos que admite se puede
aumentar disminuyendo la anchura de banda óptica del emisor o aumentando la longitud
de onda media en que emite. Esto justifica la preferencia del diodo láser sobre el LED y el
empleo de ventanas cada vez más altas.
Una ventaja adicional estriba en que sobre una fibra instalada se puede aumentar la
capacidad cambiando los elementos emisores y receptores por otros de mejores
características. Ello permite reutilizar en períodos sucesivos la planta externa (F.O.)
instalada sin tener que acudir a nuevas inversiones por este concepto durante algún
tiempo.
El fenómeno global de dispersión definido se debe a tres factores de los que se hablará
por separado:
Dispersión modal (o intermodal), m
Dispersión espectral, intramodal o del material, e.
Dispersión por efecto guía ondas, g.
Las dos primeras son inherentes a las fibras multimodo, pero, atendiendo a su diferente
naturaleza, han de sumarse cuadráticamente. Por el contrario, las dispersiones del
material y del guíaondas se refieren a cada modo, por lo que se suman de modo lineal.
Esta suma es la llamada dispersión cromática. El valor cuadrático medio de la dispersión
total será:
2ge2m
2
116
La ddiissppeerrssiióónn tteemmppoorraall causada por las características dispersivas de la fibra sobre la
señal en el transcurso del tiempo, lo que provoca ensanchamiento en el tiempo de los
impulsos a medida que progresan en su recorrido y, en consecuencia, deformación de los
mismos, acarreando errores que, en definitiva, son los que limitan la velocidad de
información o régimen que puede transportar la fibra.
22..33..22..33..55 DDIISSPPEERRSSIIÓÓNN MMOODDAALL
En la práctica las distintas velocidades y direcciones asociadas a las longitudes de onda
que penetran en la fibra permiten la propagación de diferentes modos y el número de ellos
es mayor cuanto mayor sea la libertad de recorridos y, por tanto, el diámetro 2a del
núcleo.
Ello implica que dos rayos de la misma longitud de onda que incidan simultáneamente,
pero con direcciones distintas, llegarán en instantes diferentes al extremo receptor.
Este efecto se conoce como dispersión modal o intermodal, por afectar a las relaciones
entre modos, y es un parámetro característico de las fibras multimodo.
Figura 2.25. Dispersión Modal en una F.O
22..33..22..33..66 DDIISSPPEERRSSIIÓÓNN DDEELL MMAATTEERRIIAALL
Al analizar cada modo de propagación, observamos que, al no ser nula la anchura
espectral de la fuente óptica, cada modo propaga todas las líneas espectrales
correspondientes a las longitudes de onda del emisor.
Como a cada longitud de onda le corresponde una velocidad de propagación diferente,
tendremos dentro de cada modo una velocidad distinta para cada longitud de onda
117
transmitida, lo que origina una nueva dispersión que, por ser causada por el ancho del
espectro, se denomina espectral o del material y también intramodal, por referirse a lo que
ocurre dentro de cada modo. Por tanto, afecta tanto a las fibras multimodo como a las
monomodo.
El coeficiente de dispersión del material definido por:
2
2n
cM
)( ns/Km.nm
cuando se expresa en nm y cc en Km/ns.
Como siempre, la dispersión aumenta con la longitud de fibra. Se puede minimizar, por
otra parte, acudiendo a fuentes de espectro estrecho. Pero, sobre todo, hay que destacar
el hecho de que el coeficiente M( ) se anula para longitudes de onda próximas a 1300
nm en núcleos de Si02 y, en consecuencia, también la dispersión del material.
Figura 2.26. Coeficiente de dispersión del material, M )( .
La dispersión debida a los parámetros ópticos y geométricos de la fibra sólo tiene
relevancia en las fibras monomodo, ya que en las multimodo la dispersión es pequeña
para los modos alejados de la frecuencia de corte (Aquella para la que V = 2,405) porque
en ellas el radio es mucho mayor que y los modos próximos al corte transportan una
fracción pequeña de la energía total. Por tanto, en éstas se puede despreciar.
AI referir la ddiissppeerrssiióónn ppoorr ppaarráámmeettrrooss óóppttiiccooss yy ggeeoommééttrriiccooss a las fibras monomodo
tendrá carácter intramodal, pero al igual que la dispersión espectral, es provocada por las
diferentes velocidades de las componentes de cada modo. La dispersión nace del hecho
118
de que correspondiendo a cada longitud de onda un índice de refracción diferente, el
ángulo que forma la trayectoria asociada a ellas será distinto, y también los caminos
recorridos por esas componentes espectrales.
La dispersión correspondiente a este efecto viene dada por la expresión:
352
lg
352G
.
)()(
.
´
Con G() en ns/Km x nm y en nm
El valor de GG se puede aproximar mediante:
nmkm
ns
cna4G
122
)(
Con cc en Km/s y en nm, y donde GG disminuye a medida que aumenta aa; esto es, la
posibilidad de transmitir más modos.
El signo negativo () indica que esta dispersión actúa en sentido contrario a la dispersión
espectral.
22..33..22..44 PPÉÉRRDDIIDDAASS IINNTTRRÍÍNNSSEECCAASS
Corresponden a las pérdidas propias debidas al proceso de fabricación de la Fibra Óptica
22..33..22..44..11 AABBSSOORRCCIIÓÓNN DDEEBBIIDDAA AA RRAAYYOOSS UULLTTRRAAVVIIOOLLEETTAASS EE IINNFFRRAARRRROOJJOOSS
Este mecanismo de pérdidas se debe a interacción existente entre los fotones que viajan
por la fibra y las moléculas que componen el núcleo. La energía fotónica se cede en parte
a las moléculas de sílice que van encontrando los fotones en su camino, produciendo
vibraciones en las mismas.
La absorción debida a la componente de radiación ultravioleta de la luz transmitida
decrece exponencialmente con la longitud de onda, y es casi despreciable a partir de los
1000 nm. La debida a los rayos infrarrojos se origina por las vibraciones entre átomos de
silicio y oxígeno, creciendo exponencialmente con la longitud de onda, pero no es
apreciable hasta los 1400 nm.
22..33..22..44..22 SSCCAATTTTEERRIINNGG RRAAYYLLEEIIGGHH
Este fenómeno de esparcimiento se produce cuando la luz encuentra en su camino
partículas extrañas al medio continuo, cuyo diámetro es mucho menor que la longitud de
onda de la señal. La difracción resultante absorbe parte del espectro energético de la
119
señal y produce una pérdida de energía que decrece exponencialmente con la cuarta
potencia de la longitud de onda:
4
KP
(nm) Absorción Rayleigh
1.300 0.05 0.25
1.550 0.09 0.15
Las pérdidas por efecto Rayleigh son de mayor influencia para las longitudes de onda
comprendidas entre 400 y 1100 nm. Evitarlas favorece, por tanto; la utilización de
longitudes de onda lo más altas posible.
Figura 2.27. Pérdidas Scattering Rayleigh en la Fibra Óptica
22..33..22..55 PPÉÉRRDDIIDDAASS DDEE OORRIIGGEENN EEXXTTEERRNNOO
Este tipo de pérdidas tienen que ver con fenómenos que no son propios de las fibras
ópticas. Entre estas se citan los siguientes pérdidas de origen externo
22..33..22..55..11 AABBSSOORRCCIIÓÓNN DDEEBBIIDDAA AA IIMMPPUURREEZZAASS
Los tipos de impurezas más usuales en la sílice de la fibra son las metálicas (hierro,
cromo, cobalto y níquel) y los iones hidroxilo (OH ). Las impurezas metálicas originan una
pérdida de 1 dB/Km si su concentración es de una parte por millón, pero al ser
relativamente fácil su control en el proceso de fabricación se pueden reducir al mínimo.
En cambio, las del tipo hidróxilo presentes por deposición de partículas de vapor de agua
durante el proceso de fabricación de la fibra no son fácilmente controlables, y a 2720 nm
se produce resonancia de la estructura atómica de los iones con la sílice, transfiriendo los
fotones su energía a los iones OH.
Este fenómeno produce tres picos adicionales de pérdidas, correspondientes a los tres
primeros armónicos de esa frecuencia, en longitudes de onda definidas. A la altura actual
de los métodos de fabricación se considera que las impurezas iónicas no deben exceder
120
de 30 partes por cada cien mil millones. La amplitud del pico de absorción OH no excede
nunca de 1 dB/Km, habiéndose conseguido valores de 0,04 dB/Km con el método VAD.
22..33..22..55..22 CCUURRVVAATTUURRAASS DDEE LLAA FFIIBBRRAA
Siempre que la fibra se somete a una curvatura por bobinado, tendido, etc., se origina una
atenuación adicional por el hecho de que el interfaz núcleo revestimiento deja de ser
geométricamente uniforme: la luz se refleja en algunos puntos con ángulos diferentes de
los inicialmente calculados, por lo que deja de verificarse en ellos el principio de reflexión
total y, en consecuencia, se produce una fuga de modos hacia el revestimiento.
No obstante, como esta atenuación adicional varía exponencialmente con el radio de
curvatura, estas pérdidas son inapreciables hasta que se sobrepasa una curvatura crítica.
Por tanto, más que conocer la variación de las pérdidas con la curvatura interesa, a
efectos prácticos, conocer el radio de curvatura mínimo posible para un cable de fibras, y
se establece en unas diez a doce veces el diámetro exterior del cable.
El estudio de las consecuencias de estas curvaturas es muy complejo, particularmente en
fibras monomodo, y estas aumentan mucho cuando es menor del 0,2% y se presenta
especialmente al trabajar en 1550nm.
22..33..22..55..33 PPÉÉRRDDIIDDAASS PPOORR MMIICCRROOCCUURRVVAATTUURRAASS
Cada proceso de fabricación tiene sus propias tolerancias y arrastra los consiguientes
errores. Los defectos que provocan las llamadas pérdidas por microcurvaturas son las
irregularidades entre el núcleo y el revestimiento, las fluctuaciones de diámetro (error de
elipticidad) y, fundamentalmente, las tortuosidades del eje de la fibra (error de
concentricidad).
Las pérdidas consiguientes presentan la particularidad de que afectan a toda la banda de
información y varían poco con la longitud de onda, y también que sólo se origina
atenuación cuando las irregularidades periódicas están separadas menos de una longitud
Lo. Esta longitud es directamente proporcional al radio del núcleo, e inversamente a la
diferencia relativa de índices, según la expresión a4L0 donde se observa
nuevamente que una diferencia de índices demasiado pequeña puede ser causa de
pérdidas por microcurvaturas, pues al aumentar Lo las irregularidades pueden distar entre
sí longitudes menores que dicha longitud crítica.
121
En las fibras, las irregularidades periódicas motivan en general un trasvase de potencia de
unos modos de propagación a otros, y cuando el espaciamiento es menor que Lo, la
potencia guiada se acopla a modos de radiación que escapan del núcleo, originándose de
este modo la atenuación.
Así, en una fibra con radio a = 25m y =0,01 se producen pérdidas de radiación cuando
hay irregularidades periódicas a 1 mm o menos. A este tipo de pérdidas se les llama
pérdidas MMiiee, para diferenciarlas de las Rayleigh, originadas por defectos intrínsecos a la
fibra y de menor tamaño que la longitud de onda.
Estas pérdidas pueden reducirse adoptando las siguientes medidas:
Aumentar la diferencia de índices de refracción entre núcleo y revestimiento.
Aumentar la sección de la fibra.
Embutir la fibra en un plástico blando (de baja constante de Young) y recubrirla
posteriormente con un elemento de alta constante de Young, que absorberá los
esfuerzos con una baja elongación.
Tomando medidas de este tipo se consiguen reducir en un 30% las pérdidas por este
concepto.
22..33..22..66 AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA
El ancho de banda de una fibra óptica es una medida de su capacidad de transmisión de
información. El ancho de banda está limitado por la dispersión total de la fibra
(ensanchamiento del pulso). La dispersión limita la capacidad de transmisión de
información porque los pulsos se distorsionan y se ensanchan, solapándose unos con
otros y haciéndose indistinguibles para el equipo receptor. Para evitar que esto ocurra, los
pulsos se deben transmitir a una frecuencia menor (reduciendo por tanto la velocidad de
la transmisión de datos).
122
Figura 2.28. Dispersión de señales transmitidas en una F.O.
Los pulsos originales de datos ópticos son discretos unos y ceros que pueden ser
fácilmente identificados. Después que la señal se ha propagado una cierta distancia a lo
largo de la fibra óptica, tiene lugar la dispersión. Los pulsos se ensanchan pero pueden
ser todavía decodificados por el equipo receptor. Dispersión adicional puede introducir
errores en la transmisión. Tras una propagación aún mayor por la fibra, la señal se
distorsiona totalmente y el equipo receptor no puede derivar la forma de onda original. La
transmisión de datos no es posible. Además, a medida que aumenta la dispersión, la
potencia del pico de la señal óptica se reduce, lo cual afecta al presupuesto óptico del
receptor.
Se supone habitualmente que, siendo la excitación un impulso de Dirac, la respuesta en el
tiempo y en frecuencia adoptan una distribución de Gauss cuya desviación típica, , es la
dispersión total.
Las distribuciones del impulso recibido en función del tiempo y de la frecuencia son las
mostradas en la siguiente figura.
2
2
t
22
2
2
e2
1f
e2
1t
)(
)(
123
Figura 2.29. Distribuciones del impulso en recepción
Con estas hipótesis se puede deducir de (f) que el ancho de banda W es:
1870
2fW cc
.
Planteando las ecuaciones para f = fc y f = 0; es decir, un aumento de la dispersión
disminuye el ancho de banda.
Apoyándonos en la función (t) se obtiene también la relación entre el ancho de banda W
y el ancho del impulso al 50%, :
440W
.
De las relaciones anteriores se deduce que:
352.
De lo que se infiere que el aumento de la dispersión provoca un ensanchamiento del
impulso al mismo tiempo que se reduce su amplitud, ya que
210 )(
El aanncchhoo ddee bbaannddaa ttoottaall de una fibra multimodo está especificado por el fabricante en la
forma del producto de la distancia por el ancho de banda modal [MHz Km]. Este
producto del ancho de banda da cuenta sólo del ensanchamiento del pulso debido a la
dispersión modal (o multimodo). Para determinar el ancho de banda total de una fibra
óptica deben ser también considerados los efectos de la dispersión cromática. Luego,
ancho de banda total de una fibra óptica está asociado con la siguiente expresión:
1870W
.
donde es la dispersión total.
124
Para una fibra multimodo es:
2ge2m
1870W
. GHzKm
Para una fibra monomodo tenemos:
ge
1870W
. GHzKm
TTaabbllaa 22..1199:: AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCOO PPAARRAA UUNNAA FFIIBBRRAA MMUULLTTIIMMOODDOO DDEE 5500//112255
LLoonnggiittuudd ddee oonnddaa CCaatteeggoorrííaa AAnncchhoo ddee BBaannddaa
((MMHHzz//KKmm))
850nm
1 200
2 500
3 800
4 1.000
1300nm
I 200
II 500
III 800
IV 1.000
V 1.200
El ancho de banda de una fibra monomodo está limitado únicamente por la dispersión
cromática de la fibra, que se especifica en la forma picosegundos/(nanómetro kilómetro)
ó (ps/nm km). Se disponen de fibras monomodo convencionales a longitudes de onda
de 1.310nm con dispersión casi nula (como consecuencia de esto soportan anchos de
banda muy elevados).
También hay fibras ópticas con dispersión casi nula a 1.550nm que se conocen como
fibras de dispersión desplazada. Hay también disponibles fibras ópticas con dispersión
casi nula tanto a 1.310 como a 1.550nm y que se conocen como fibras de dispersión
plana. Para operar a la velocidad de transmisión de datos más alta, la fibra monomodo
debería tener dispersión nula a la longitud de onda de operación del equipo.
22..33..33.. TTIIPPOOSS DDEE FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
Las fibras ópticas se pueden clasificar atendiendo a los diferentes parámetros ópticos,
geométricos o dinámicos que las definen:
Por la aplicación a que se destinen, precisando entonces el uso de fibras de alta o
media calidad.
125
Por la aplicación a que se destinen, precisando entonces el uso de fibras de alta o
media calidad.
Por el perfil del índice de refracción: constante o variable. Entre estos últimos están los
de índice gradual, perfil ,doble entalladura, segmentado, etc.:, atendiendo en cada
caso a las características de transmisión que se deseen mejorar.
Por el número de modos transmitidos: monomodo ó multimodo.
Por los materiales de núcleo y revestimiento y su composición.
Normalmente habrá que atender a varias de estas características para la elección de la
fibra adecuada.
Dependiendo del tipo de aplicación a que se destine la fibra, y siempre en función de su
más frecuente uso las comunicaciones se pueden considerar dos grupos:
Fibras de alta calidad para enlaces de telecomunicación.
Fibras para enlaces de corta y media distancia.
Lo más frecuente en estos casos es que las fibras sean de vidrio, o al menos con núcleo
de vidrio. También se encuentran de plástico, pero éstas presentan atenuaciones de
varios cientos de dB/Km y se aplican sobre distancias de pocos metros {medicina,
automóviles, instrumentación, etc.).
SILICE
8 m
50
m
12
5
m
Figura 2.30. Fibras para enlaces de larga distancia en fibras MM de índice gradual y SM.
En resumen, para fibras de alta calidad se utiliza la sílice, mientras que para el resto se
emplean fibras con núcleo de vidrio policomponente
126
TTaabbllaa 22..2200:: CCOOMMPPOOSSIICCIIÓÓNN DDEE FFIIBBRRAASS DDEE AALLTTAA CCAALLIIDDAADD YY DDEE VVIIDDRRIIOO
COMPOSICIÓN
MATERIALES
FIBRAS DE SILICE
FIBRAS DE VIDRIO POLICOMPONENTE
NÚCLEO Óxidos de silicio, germanio, boro y fósforo.
Óxidos de silicio, calcio y geranio.
REVESTIMIENTO Óxidos de boro, sílice y fluoruros de silicio.
Misma composición que el núcleo
NÚCLEO Tetracloruros de germanio y silicio y tricloruros de fósforo y boro.
Tetracloruro de silicio y nitratos de calcio y sodio.
REVESTIMIENTO Tetracloruro de silicio, tetracloruro y haxafloruro de silicio.
Misma composición que el núcleo.
Dentro de cualquiera de los dos tipos indicados se distinguen las fibras monomodo y
multimodo, estas últimas de índice gradual. Por su mayor anchura de banda, las fibras
monomodo se aplican en enlaces de larga distancia y gran flujo de información: cables
submarinos, enlaces interurbanos a 140 Mb/s o velocidades superiores, etc.
SILICE
80
m
10
0
m
12
5
m
14
0
m
Figura 2.31. Fibras MM para enlaces de distancia media y redes de abonado de banda ancha.
En lo relativo a las fibras de corto y medio alcance, las hay de índice gradual y de salto de
índice; las primeras son idóneas para redes de distribución de TV o redes multiservicio en
área de abonado.
La tabla siguiente presenta un extracto de las más importantes aplicaciones de las F.O.
en función de sus características de transmisión.
127
TTaabbllaa 22..2211:: AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEE LLAASS FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
TIPOS DE FIBRA Ancho de Banda
(MHzKm.) APLICACIONES
Monomodo > 10.000 Cables submarinos Cables interurbanos a 140 y 565
Mb/s.
Multimodo I.G. 4001500 Rutas urbanas o provinciales Transmisores de TV digital
Multimodo S.I. con revestimiento de vidrio
100400
Redes de abonado Distribución de TV Redes locales
Multimodo S.I. con revestimiento plástico
1520 Transmisión de datos Redes locales y punto a punto
510 Aplicaciones militares
Dentro de las fibras con salto de índice, distinguiremos entre las fibras con núcleo de SiO2
y revestimiento plástico, y las fibras con núcleo y revestimiento de vidrio. Las de
revestimiento de plástico son particularmente resistentes a las radiaciones y pueden ser
idóneas para aplicaciones militares; en cualquier caso, estos dos tipos de fibras con índice
abrupto son aptas para transmisiones de datos, redes de comunicación en fábricas,
oficinas, etc. y, en general, en sistemas que no precisen más de 10 ó 15 MHzKm.
0.75 mm
Plastico
Vidrio
Silice
Silice
0.6 mm < 200m
250 m
Figura 2.32. Fibras de corta distancia y baja velocidad
22..33..33..11 FF IIBBRRAASS DDEE AALLTTAA CCAALLIIDDAADD
Aquellas elaboradas en material de Sílice
22..33..33..11..11 FFIIBBRRAASS MMUULLTTIIMMOODDOO
El núcleo y el revestimiento son de sílice, pero el núcleo está dopado de tal forma que el
índice de refracción presenta una forma casi parabólica. Por lo referente a la apertura
128
numérica teórica máxima, se espera que oscile entre 0,18 y 0,23 para fibras trabajando en
la región de 850 nm, y entre 0,15 y 0,20 para fibras usadas con transmisiones ópticas en
la región de 1300 nm. En cualquier caso, el valor nominal no suele diferir en más de 0,02
del valor real.
Figura 2.33. Corte Transversal en Fibra Multimodo
Las especificaciones de los largos de fabricación suelen referirse únicamente a los
parámetros de transmisión, ya que las características geométricas y ópticas se ven
escasamente afectadas por el proceso de cableado.
Las características de transmisión dependen acusadamente de la longitud de onda, y de
ahí que al especificar las características de la transmisión convenga indicar las
condiciones de medida. En el margen de 10° a 35°C no suelen apreciarse cambios en los
parámetros de transmisión.
En la tabla siguiente se indican las características de transmisión de fibras multimodo,
según la recomendación G.651 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones.
Recuérdese que las longitudes de onda para transmisión en fibras multimodo son
=850nm y =1300nm
TTaabbllaa 22..2222:: CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN DDEE LLAASS FFIIBBRRAASS MMUULLTTIIMMOODDOO,, SSEEGGÚÚNN RREECCOOMMEENNDDAACCIIÓÓNN
IITTUU GG..665511
LLoonnggiittuudd ddee oonnddaa CCaatteeggoorrííaa AAtteennuuaacciióónn ((ddBB//kkmm))
850nm 1 4.0
2 3.5
1.300nm
3 3.0
I 3.0
II 2.0
II 1.5
IV 1.0
V 0.8
22..33..33..11..22 FFIIBBRRAASS MMUULLTTIIMMOODDOO DDEE SSAALLTTOO DDEE ÍÍNNDDIICCEE
Son aquellas en las que el índice de refracción del núcleo permanece invariable en toda
su sección. Son las menos usadas en telecomunicación, reservándolas para aplicaciones
129
locales y con pequeños anchos de banda. El índice de refracción del revestimiento es
también constante. El perfil del índice de refracción toma la forma de la figura 2.34
En este tipo de fibras coexisten varios modos de propagación, llegando cada uno de ellos
en instantes diferentes al extremo receptor, ya que las longitudes recorridas son distintas
al permitirlo él diámetro del núcleo.
Recubrimiento n2
Nucleo n1 > n
2
Nucleo con indice
invariable
Figura 2.34. Propagación y perfil del índice de refracción en fibras S.I.
Siendo la señal resultante suma de los diversos modos que llegan en cada instante al
receptor, y puesto que llegan desfasados en el tiempo al viajar por caminos diferentes, se
produce un ensanchamiento del impulso original. La dispersión modal será, pues,
acumulativa con la distancia. Esto origina una reducción del ancho de banda, puesto que
éste es inversamente proporcional a la anchura del impulso en recepción. En
consecuencia, las fibras multimodo tienen un ancho de banda tanto mayor cuanto menor
sea el número de modos que se transmiten por ellas.
2nNA 1SI
La única ventaja que presentan las fibras multimodo S.I. frente a cualquier otro tipo radica
en que permiten transmitir por ellas una mayor cantidad de energía, consecuencia de la
transmisión de más modos. Desde el punto de vista de las comunicaciones, este aspecto
no es interesante, por lo que su uso va orientado hacia otras aplicaciones, como la
electromedicina o la industria. Lo verdaderamente interesante en comunicaciones es
conservar la forma de la señal original; es decir, que la señal a transmitir no sufra
distorsión si es analógica o que los impulsos si se trata de una señal digital sean
reconocibles.
22..33..33..11..33 FFIIBBRRAASS MMUULLTTIIMMOODDOO DDEE ÍÍNNDDIICCEE GGRRAADDUUAALL ((II..GG..))
En este tipo de fibras, el índice de refracción del núcleo es variable a lo largo del radio del
mismo, siendo máximo en el centro y disminuyendo hacia la periferia. El índice del
revestimiento permanece constante.
130
Estas fibras presentan características de transmisión mucho más interesantes que las
multimodo S.I. por el modo de propagación de las ondas en el - interior del núcleo.
En efecto: la velocidad de propagación en un medio de índice de refracción n es igual a
c/n, siendo c la velocidad de la luz en el vacío. Así, si es mayor el índice en el -centro del
núcleo, la velocidad de las ondas que transitan por él es menor que la de aquellas que
viajan por puntos más periféricos, con lo que el menor espacio a recorrer por aquellas se
compensa con su menor velocidad, permitiendo así que ondas emitidas en una cara y en
un instante determinado lleguen casi al mismo tiempo al otro extremo. Por tanto, el
retardo entre modos será menor y, en consecuencia, también será menor el
ensanchamiento del impulso original en la recepción, con la consiguiente posibilidad de
aumento del ancho de banda.
En las fibras con este tipo de perfil de índice las trayectorias de los modos son curvas, en
lugar de rectas, como ocurre en las fibras de salto de índice, debido precisamente a la
variación del índice. Esta variación ocurre, además, de tal forma que se van produciendo
enfoques sucesivos de los rayos en dirección al eje de la fibra.
Recubrimiento n4
n3
n2
n1
n1
n3
n4
Variacion de los
indices de refracción
Figura 2.35. Enfoque de los rayos en la fibra S.I.
Además, las trayectorias de los modos meridionales son de tipo senoidal y, en función del
ángulo .de incidencia, tendrán diferentes amplitudes.
Las trayectorias de los modos no meridionales son de tipo helicoidal y dependen de la
distancia al eje óptico de la fibra, del ángulo y del punto de incidencia.
Es evidente que el retardo y, por tanto, el mantenimiento de la anchura del impulso
depende de los factores espaciales que conforman el núcleo de la fibra esto es, de la ley
de variación del índice de refracción y del radio del propio núcleo.
La función que da la variación de dicho índice en función del radio es de la forma:
g
11 arA210nrn
131
donde A es un parámetro que se puede calcular, r la distancia del punto considerado al
centro del núcleo, a el radio de éste y g un parámetro dependiente de las características
constructivas de la fibra.
2.3.3.1.3.1 Valores del Parámetro g
Dependiendo del valor que tome gg (siempre mayor que 1), se tendrán diferentes valores
de la función n1(r). El retardo entre modos se puede hacer mínimo optimizando gg. Este
valor óptimo depende:
De la longitud de onda en que se trabaja
De la composición del núcleo.
De la longitud de onda en que se trabaja
De la composición del núcleo.
Una expresión aproximada del valor óptimo de g es:
12gopt
encontrándose habitualmente en torno a 2, por lo que resulta prácticamente un perfil
parabólico para nl(r).
El valor extremo de g es . En este caso es (r/a)g =0, por lo que n1(r) = n1(0), y estamos
en el caso de fibra S.I.
2.3.3.1.3.2 Determinación del parámetro A
Para su cálculo se impone la condición de contorno:
22/1
11
21
nA]2-1[)0(n(a)n
apara rnrn
)(
De aquí:
2
1
22
21
0n2
n0nA
)(
)(
Los valores típicos de son del orden de 0,01 para las fibras multimodo.
En cuanto a la apertura numérica en las fibras I.G. esta se puede obtener después de
aplicar la formula de la NA
22
21IG
nrnNA
n1(r) viene dado por g11 arA210nrn / y n2 es el valor de n1(r) para r = a:
132
2109nann 112
Nucleo
Figura 2.36. Propagación y perfil de índice en las fibras I.G.
Operando con dichos valores se llega a:
g
SI
g
1IG ar1NAar120nrNA //
De esta ecuación se deduce que la apertura numérica de una fibra de índice gradual es
variable con r y siempre menor que la de salto de índice de iguales materiales de núcleo y
revestimiento, situándose en valores próximos a 0,1. En consecuencia, aceptará y
transmitirá menos energía que la fibra S.I.
A esta misma conclusión se llega observando que cada modo en propagación aporta una
determinada energía, y que el número de modos guiados por una fibra multimodo es:
2
V
2g
gM
2
Por tanto, una fibra de índice gradual con g = 2 admitirá la mitad de energía que otra de
salto de índice (g = ) con la misma frecuencia normalizada, esto es, con los mismos
valores de n1, a y .
22..33..33..11..44 FFIIBBRRAASS MMOONNOOMMOODDOO
Debido a la frecuencia normalizada, la única opción posible para conseguir la transmisión
de un único modo en la fibra es reducir su diámetro. Llevándolo a valores inferiores a 8 o
10 m, se consigue la condición de V<2,405, y lo cual se conoce como una fibra
monomodo. Los valores típicos del índice relativo, , y de la apertura numérica, NA, son
respectivamente, de 0,001 y 0,1.
En ellas, la solución de la ecuación de onda conduce a un único resultado, llamado modo
dominante, y que constituye su única posibilidad de propagación.
133
Los cables de fibras monomodo se utilizan ya con preferencia a las multimodo en las
redes de telecomunicación. Las aplicaciones previstas pueden exigir varios tipos de fibras
monomodo que difieran en:
La naturaleza del perfil del índice de refracción.
La longitud de onda de funcionamiento.
Las características geométricas y ópticas.
Para materializar una fibra monomodo pueden adaptarse muy diversas configuraciones
de perfil de índice.
Unico modo de transmisión
Figura 2.37. Conductor de fibra óptica Monomodo
Lo mismo que en el caso anterior, la especificación de las longitudes de fabricación de
cable se refiere únicamente a los parámetros de transmisión, ya que las características
ópticas y geométricas no son afectadas por el proceso de cableado. Las características
de transmisión también dependen sensiblemente de la longitud de onda.
Por tanto, en este tipo de fibras no puede existir el fenómeno de ensanchamiento del
impulso, producido por la coexistencia de varios modos, aunque pueda producirse por
causas inherentes al modo transmitido, como se verá más adelante. Como consecuencia,
presentan características de ancho de banda notablemente superiores a las de las fibras
multimodo, y de aquí la extensión de su uso en las comunicaciones.
Las longitudes de onda para transmisión en fibras monomodo son =1310nm y =1550nm
Son preferentemente aplicables a enlaces de larga distancia y gran flujo de información:
cables a 140 ó 565 Mbps y enlaces submarinos. La tendencia actual en sistemas de
telecomunicación es la instalación exclusiva de este tipo de fibras.
22..33..33..11..55 FFIIBBRRAASS PPAARRAA EENNLLAACCEESS DDEE CCOORRTTAA YY MMEEDDIIAA DDIISSTTAANNCCIIAA
Es posible clasificarlas en función de dos grandes bloques de aplicaciones:
Enlaces para servicios de banda ancha en área de abonado (que pueden requerir
productos "ancho de banda. distancia" del orden de 140 a 340 MHz·Km)
134
Aplicaciones de corta distancia y/o baja capacidad (con productos "anchura de banda.
distancia" inferiores a 10 / 40 MHz·Km).
22..33..33..11..66 FFIIBBRRAASS PPAARRAA RREEDDEESS DDEE AABBOONNAADDOO DDEE BBAANNDDAA AANNCCHHAA
Sería posible usar fibras de índice gradual como las anteriores, pero resulta más
ventajoso usar fibras con diámetros de núcleo y aperturas numéricas mayores, por
ejemplo de 65/125 m , 80/125 m o incluso 100/140 m .
Al incrementar el diámetro del núcleo y la apertura numérica se logra una ventaja doble:
Las herramientas y métodos de conexión se simplifican.
Las pérdidas de acoplamiento entre la fuente óptica y la fibra se reducen. De este
modo es viable usar transmisores con LED, que simplifican y abaratan las terminales
de abonado.
Los materiales y métodos de fabricación de estas fibras son similares a las de alta
calidad.
22..33..33..11..77 FFIIBBRRAASS PPAARRAA CCOORRTTAA DDIISSTTAANNCCIIAA YY PPEEQQUUEEÑÑAA CCAAPPAACCIIDDAADD
Son fibras con diámetro de núcleo y revestimiento relativamente altos, y son muy útiles en
aplicaciones para redes locales, en oficinas, enlaces entre ordenadores, transmisiones de
datos, aplicaciones militares, telecontrol y telemedidas, etc. En general, en todas aquellas
aplicaciones donde el producto anchura de banda x distancia" que se necesita está entre
5 y 40 MHz x km. [6]
22..33..44.. DDIIÁÁMMEETTRROOSS UUSSUUAALLEESS DDEE LLAA FFIIBBRRAA
Las fibras ópticas que se usan en telecomunicaciones se fabrican en cinco grupos prin-
cipales, atendiendo a los diámetros del núcleo y del revestimiento
TTaabbllaa 22..2233:: CCLLAASSIIFFIICCAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS FF..OO.. DDEE AACCUUEERRDDOO AA LLAASS DDIIMMEENNSSIIOONNEESS NNÚÚCCLLEEOO//RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO
NNÚÚCCLLEEOO RREEVVEESSTTIIMMIIEENNTTOO RREECCUUBBRRIIMMIIEENNTTOO TTUUBBOO OO PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN
I 8 10m 125m 250 ó 500m 900 ó 2000m
II 50m 125m 250 ó 500m 900 ó 2000m
III 62,5m 125m 250 ó 500m 900 ó 2000m
IV 85m 125m 250 ó 500m 900 ó 2000m
V 100m 140m 250 ó 500m 900 ó 2000m
135
El tamaño de la fibra se especifica en el formato núcleo/revestimiento. Por tanto, una fibra
62,5/125 significa que la fibra tiene un diámetro del núcleo de 62,5 m y un diámetro del
revestimiento de 125 m.
El recubrimiento envuelve el revestimiento y puede tener un diámetro de 250 o 500 m.
Para la fabricación de un cable de estructura ajustada se utiliza una protección plástica de
900 ,m de diámetro que envuelve el recubrimiento. Para la construcción de un cable de
estructura holgada, la fibra, con un recubrimiento de 250 m, permanece suelta en un
tubo plástico de 2 a 3 milímetros.
22..33..44..11 NNÚÚ CCLLEEOO :: 88 AA 1100//112255 mm
Una fibra que tenga un tamaño de núcleo de 8 a 10/125 m se conoce como fibra
monomodo. Puede propagar la mayor tasa de datos y tiene la atenuación más baja Se
utiliza frecuentemente para aplicaciones de transmisión de datos a alta velocidad o para
largas distancias. Debido al pequeño diámetro de su núcleo, el equipamiento óptico utiliza
conectores de alta precisión y fuentes láser. Esto aumenta los precios del equipamiento.
El equipamiento de las fibras monomodo cuesta a menudo mucho más que el
equipamiento de las fibras multimodo. Sin embargo, un cable de fibras monomodo es más
barato que un cable de fibras multimodo.
22..33..44..22 NNÚÚ CCLLEEOO :: 5500//112255 mm
La fibra cuyo tamaño de núcleo es 50/125 m fue la primera fibra de telecomunicaciones
en venderse en grandes cantidades y es bastante corriente hoy en día. Su pequeña
apertura numérica y pequeño tamaño del núcleo hacen que la potencia de la fuente
acoplada a la fibra sea la menor de todas las fibras multimodo. Sin embargo, de todas las
fibras multimodo, es la que tiene el mayor ancho de banda potencial.
22..33..44..33 NNÚÚ CCLLEEOO :: 6622,,55//112255 mm
La fibra de diámetros 62,5/125 m es, en el presente, la más popular para transmisión
multimodo y se está convirtiendo en estándar para muchas aplicaciones. La fibra tiene un
ancho de banda potencial menor que la fibra 50/125, pero es menos susceptible a las
pérdidas por microcurvaturas. Su mayor AN y su mayor diámetro de núcleo proporcionan
un acoplamiento de luz ligeramente mayor que la fibra 50/125.
136
22..33..44..44 NNÚÚ CCLLEEOO :: 8855//112255 mm
La fibra 85/125 m es una fibra de tamaño europeo y no es popular en Norteamérica.
Tiene una buena capacidad para acoplar luz, similar a la del núcleo de 100 m, y usa el
revestimiento de diámetro estándar de 125 m. Esto permite la utilización de conectores y
empalmes estándar de 125 m con esta fibra.
22..33..44..55 NNÚÚ CCLLEEOO :: 110000//114400 MM
El diámetro del núcleo mayor de la fibra multimodo 100/140 m la convierte en la fibra
más fácil de conectar. Es menos sensible a las tolerancias del conector y a la acu-
mulación de suciedad en los conectores. Acopla la mayor cantidad de luz de la fuente,
pero tiene un ancho de banda potencial significativamente más bajo que otras de tamaños
de núcleo más pequeños. Se puede encontrar en vanos de longitud intermedia y con
muchos conectores (en edificios) que tienen requerimientos de baja velocidad de datos.
No es muy común y puede ser muy difícil de obtener.
Existen otras fibras con diámetros de núcleo todavía mayores, pero son menos comunes
y sus aplicaciones están limitadas. Se usan en primer lugar para vanos de conexión corta
(entre equipamientos) o en otras aplicaciones diferentes a las comunicaciones de datos,
como es la transmisión de luz visible.
Un resumen de los tamaños de los núcleos de fibra y de sus características se puede
observar en la tabla 2.24
TTaabbllaa 22..2244:: CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLAASS FF..OO..
NNÚÚCCLLEEOO NNAA PPÉÉRRDDIIDDAASS AANNCCHHOO DDEE BBAANNDDAA LLOONNGGIITTUUDD DDEE BBAANNDDAA
I 8 10 La más pequeña Las más bajas El mayor 1350 ó 1550
II 50 Más pequeña Más bajas Más grande 850 ó 1310
III 62.5 Media Bajas Medio 850 ó 1310
IV 85 Grande Altas Más pequeño 850 ó 1310
V 100 La más grande Más altas El más pequeño 850 ó 1310
22..33..55.. CCOOMMPPOOSSIICCIIÓÓNN DDEELL CCAABBLLEE DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
Un cable de fibra óptica se encuentra disponible en dos construcciones básicas: cable de
estructura holgada y cable de estructura ajustada.
137
22..33..55..11 CCAABBLLEE DDEE EESSTTRRUU CCTTUURRAA HHOOLLGGAADDAA
Un cable de fibra óptica de estructura holgada consta de varios tubos de fibra rodeando
un miembro central de refuerzo, y rodeado de una cubierta protectora, según se ilustra en
la figura 2.37. El rasgo distintivo de este tipo de cable son los tubos de fibra. Cada tubo,
de dos a tres milímetros de diámetro, lleva varias fibras ópticas que descansan holgada-
mente en él. Los tubos pueden ser huecos o, más comúnmente, estar llenos de un gel
resistente al agua que impide que ésta entre en la fibra. El tubo holgado aísla la fibra de
las fuerzas mecánicas exteriores que se ejerzan sobre el cable.
Las fibras dentro del tubo son ligeramente más largas que el propio cable, por lo que el
cable se puede elongar bajo cargas de tensión, sin aplicar tensión a la fibra. Para
determinar de una forma más precisa la longitud del cable debería tenerse en cuenta, en
una prueba OTDR, este exceso en la longitud de la fibra (la longitud en exceso de la fibra
viene dada por el fabricante).
Cada tubo está coloreado, o numerado, y cada fibra individual en el tubo, además, está
coloreada para hacer más fácil la identificación. El número de fibras que lleva cada cable
varía desde unas pocas a 200.
El centro del cable contiene un elemento de refuerzo, que puede ser acero, Kevlar o un
material similar. Este miembro proporciona al cable refuerzo y soporte durante las
operaciones de tendido, así como en las posiciones de instalación permanente. Debería
amarrarse siempre con seguridad a la polea de tendido durante las operaciones de
tendido del cable, y a los anclajes apropiados que hay en cajas de empalmes o paneles
de conexión.
Figura 2.38. Fibra óptica de estructura holgada
138
La cubierta o protección exterior del cable se puede hacer, entre otros materiales, de
polietileno, de armadura o coraza de acero, goma o hilo de aramida, y para aplicaciones
tanto exteriores como interiores. Con objeto de localizar los fallos con el OTDR de una
manera más fácil y precisa, la cubierta está secuencialmente numerada cada metro (o
cada pie) por el fabricante. La tensión de tendido y el radio de curvatura de los cables de
fibra óptica varían, por lo que deberían consultarse las especificaciones del fabricante
para conocer, en particular, los detalles de cada cable.
Los cables de estructura holgada se usan en la mayoría de las instalaciones exteriores,
incluyendo aplicaciones aéreas, en tubos o conductos y en instalaciones directamente
enterradas. El cable de estructura holgada no es muy adecuado para instalaciones en
recorridos muy verticales, porque existe la posibilidad de que el gel interno fluya o que las
fibras se muevan. Deberían consultarse las especificaciones del fabricante para
determinar, en cualquier instalación, el recorrido vertical máximo del cable. Estos cables
están normalmente terminados en un panel de conexión apropiado o en una caja de
empalmes
22..33..55..22 CCAABBLLEE DDEE EESSTTRRUU CCTTUURRAA AAJJUU SSTTAADDAA
Un cable de fibras ópticas de estructura ajustada contiene varias fibras con protección
secundaria que rodean un miembro central de tracción, y todo ello cubierto de una
protección exterior. La protección secundaria de la fibra consiste en una cubierta plástica
de 900 m de diámetro que rodea al recubrimiento de 250 m de la fibra óptica.
La protección secundaria proporciona a cada fibra individual una protección adicional
frente al entorno así como un soporte físico. Esto permite a la fibra ser conectada
directamente (conector instalado directamente en el cable de la fibra), sin la protección
que ofrece una bandeja de empalmes. Para algunas instalaciones esto puede reducir el
costo de la instalación y disminuir el número de empalmes en un tendido de fibra. Debido
al diseño ajustado del cable, es más sensible a las cargas de estiramiento o tracción y
puede ver incrementadas las pérdidas por microcurvaturas.
Por una parte, un cable de estructura ajustada es más flexible y tiene un radio de
curvatura más pequeño que el que tienen los cables de estructura holgada. En primer
lugar, es un cable que se ha diseñado para instalaciones en el interior de los edificios
139
Figura 2.39. Fibra óptica de estructura ajustada
También se puede instalar en tendidos verticales más elevados que los cables de estruc-
tura holgada, debido al soporte individual de que dispone cada fibra. Hay disponibles
cables con varias graduaciones de pirorresistencia para cumplir los requerimientos
estándar de inflamabilidad o combustibilidad. Es de diámetro mayor y generalmente más
caro que un cable similar de estructura holgada con el mismo número de fibras.
22..33..55..33 CCAABBLLEE DDEE FF IIGGUU RRAA EENN 88
El cable de figura en 8 es un cable de estructura holgada con un cable fiador adosado. El
cable fiador es el miembro soporte que se utiliza en las instalaciones aéreas. Es
generalmente un cable de acero para alta tracción con un diámetro comprendido entre ¼"
y 5/8". El cable de figura en 8 se denomina así porque su sección transversal se asemeja
al número 8. Se usa en instalaciones aéreas y elimina la necesidad de atar el cable a un
fiador preinstalado. Con un cable de figura en 8 la instalación aérea de un cable de fibra
óptica es mucho más rápida y fácil.
El fiador se encuentra disponible en acero para alta tracción, o en un material
completamente dieléctrico. Deberá considerarse la utilización del fiador dieléctrico cuando
el cable se instale cerca de las líneas de alta tensión.
140
Figura 2.40. Fibra óptica de figura en 8
22..33..55..44 CCAABBLLEE BBLLIINNDDAADDOO
Los cables blindados tienen una coraza protectora o armadura de acero debajo de la
cubierta de polietileno. Esto proporciona al cable una resistencia excelente al
aplastamiento y propiedades de protección frente a roedores. Se usa frecuentemente en
aplicaciones de enterramiento directo o para instalaciones en entornos de industrias
pesadas. El cable se encuentra disponible generalmente en estructura holgada aunque
también hay cables de estructura ajustada.
El cable blindado también se puede encontrar disponible con un recubrimiento protector
de doble coraza para añadir protección en entornos agresivos. La coraza de acero del
cable debería llevarse a tierra en todos los puntos terminales y en todas las entradas a los
edificios.
141
Figura 2.41. Fibra óptica cable blindado
22..33..55..55 OOTTRROOSS CCAABBLLEESS
Existen otros cables de fibra óptica para las siguientes aplicaciones especiales:
22..33..55..55..11 CCAABBLLEE AAÉÉRREEOO AAUUTTOOPPOORRTTAANNTTEE
El cable aéreo autoportante o autosoportado es un cable de estructura holgada diseñado
para ser utilizado en estructuras aéreas. No requiere un fiador como soporte. Para
asegurar el cable directamente a la estructura del poste se utilizan abrazaderas espe-
ciales. El cable se sitúa bajo tensión mecánica a lo largo del tendido.
22..33..55..55..22 CCAABBLLEE SSUUBBMMAARRIINNOO
El cable submarino es un cable de estructura holgada diseñado para permanecer
sumergido en el agua. Actualmente muchos continentes están conectados por cables
submarinos de fibra óptica transoceánicos.
22..33..55..55..33 CCAABBLLEE CCOOMMPPUUEESSTTOO TTIIEERRRRAAÓÓPPTTIICCOO ((OOPPGGWW))
El cable compuesto tierraóptico es un cable de tierra que tiene fibras ópticas insertadas
dentro de un tubo en el núcleo central del cable. Las fibras ópticas están completamente
protegidas y rodeadas por pesados cables a tierra. Es utilizado por las compañías
eléctricas para suministrar comunicaciones a lo largo de las rutas de las líneas de alta
tensión.
142
22..33..55..55..44 CCAABBLLEESS HHÍÍBBRRIIDDOOSS
El cable híbrido es un cable que contiene tanto fibras ópticas como pares de cobre.
22..33..55..55..55 CCAABBLLEE EENN AABBAANNIICCOO
Un cable en abanico es un cable de estructura ajustada con un número pequeño de fibras
y diseñado para una conexión directa y fácil (no se requiere un panel de conexiones). Se
usa fundamentalmente para aplicaciones interiores. [8]
143
22..44.. CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA YY CCAABBLLEE DDEE CCOOBBRREE
A menudo en el diseño del cableado de una red local es necesario elegir entre fibra óptica
o cable de cobre, ya que la mayoría de los sistemas de red local admiten el uso de ambos
medios. En la mayoría de los casos las únicas opciones que vale la pena considerar son
el cableado de cobre UTP categoría 5 y la fibra óptica multimodo 62,5/125 (salvo que por
distancia tuviéramos que usar fibra monomodo); el cable de cobre permite llegar a
155Mbps hasta 100m y la fibra a 622Mbps hasta 800m, o 155Mbps hasta 3Km.
Así pues, si la distancia a cubrir es superior a 100 metros es preciso usar fibra. Además
se recomienda utilizar fibra cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:
El cableado une edificios diferentes; en este caso el uso de cable de cobre podría
causar problemas debido a posibles diferencias de potencial entre las tierras de los
edificios que podrían provocar corrientes inducidas en el cable.
Si se prevé pasar a velocidades superiores a 155 Mbps más adelante; si la distancia
es superior a 500800 metros se debería además considerar la posibilidad de instalar
fibra monomodo.
Se desea máxima seguridad en la red (el cobre es más fácil de interceptar que la
fibra).
Se atraviesan atmósferas que pueden resultar corrosivos para los metales
Se sospecha que puede haber problemas de interferencia eléctrica por proximidad de
motores, luces fluorescentes, o equipos de alta tensión (por ejemplo, equipos de
laboratorio).
Como conclusión, téngase presente las ventajas de la transmisión por fibra óptica son,
respecto a los cables de cobre:
Mayor velocidad de transmisión: Las señales recorren los cables de fibra óptica a la
velocidad de la luz (c = 3 X 109 m/s), mientras que las señales eléctricas recorren los
cables a una velocidad entre el 50 y el 80 por cien de ésta, según el tipo de cable.
Mayor capacidad de transmisión: Pueden lograrse velocidades por encima de 1 Gbps.
Inmunidad total ante interferencias electromagnéticas: La fibra óptica no produce
ningún tipo de interferencia electromagnética y no se ve afectada por rayos o por
144
pulsos electromagnéticos nucleares (NEMP) que acompañan a las explosiones
nucleares.
No existen problemas de retorno de tierra, crosstalk o reflexiones como ocurre en las
líneas de transmisión eléctricas. La atenuación aumenta con la distancia más
lentamente que en el caso de los cables eléctricos, lo que permite mayores distancias
entre repetidores. Se consiguen tasas de error típicas del orden de 1 en 109 frente a
las tasas del orden de 1 en 106 que alcanzan los cables coaxiales. Esto permite
aumentar la velocidad eficaz de transmisión de datos, reduciendo el número de
retransmisiones o la cantidad de información redundante necesaria para detectar y
corregir lo errores de transmisión.
No existe riesgo de cortocircuito o daños de origen eléctrico. Los cables de fibra óptica
pesas la décima parte que los cables de corte apantallados. Esta es una consideración
de importancia en barcos y aviones.
Los cables de fibra óptica son generalmente de menor diámetro, más flexibles y más
fáciles de instalar que los cables eléctricos.
Los cables de fibra óptica son apropiados para utilizar en una amplia gama de
temperaturas.
Es más difícil realizar escuchas sobre cables de fibra óptica que sobre cables
eléctricos. Es necesario cortar la fibra para detectar los datos transmitidos. Las
escuchas sobre fibra óptica pueden detectarse fácilmente utilizando un reflectómetro
en el dominio del tiempo (OTDR) o midiendo las pérdidas de señal.
Se puede incrementar la capacidad de transmisión de datos añadiendo nuevos
canales que utilicen longitudes de onda distintas de las ya empleadas.
La fibra óptica presenta una mayor resistencia a los ambientes y líquidos corrosivos
que los cables eléctricos.
Las materias primas para fabricar vidrio son abundantes y se espera que los costos se
reduzcan a un nivel similar al de los cables metálicos.
La vida media operacional y el tiempo medio entre fallos de un cable de fibra óptica
son superiores a los de un cable eléctrico.
Los costos de instalación y mantenimiento para grandes y medias distancias son
menores que los que se derivan de las instalaciones de cables eléctricos.
145
33.. CCOONNEECCTTOORRIIZZAACCIIÓÓNN YY TTEERRMMIINNAACCIIOONNEESS
Un conector es un elemento mecánico que puede ser empleado para la interacción entre
un cable y equipos o entre otros cables. En el caso de a fibra óptica se conectan impulsos
de luz. En el caso del cobre, se conectan señales eléctricas.
Los conectores de cable son tan esenciales para la red de comunicaciones, como lo es el
cable mismo.
Además del cable mismo, el conector contribuye con pérdidas de señal desde el
transmisor hasta el receptor. La tarea del conector es ofrecer un acople mecánico que
contribuya con pérdidas mínimas. Entre los factores claves para minimizar las pérdidas de
la señal, se incluyen aspectos como:
Ajuste
Alineamiento (Fibra)
Materiales
33..11.. GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS DDEE LLOOSS TTEERRMMIINNAALLEESS DDEE CCAABBLLEESS
El diseño, la construcción y los materiales utilizados en los nuevos dispositivos de
terminación deben permitir una vida útil de hasta 40 años. Los dispositivos deben ser
compatibles con los actuales repartidores e intercambiables con los dispositivos de
terminación existentes, y mantener o incrementar la densidad normal de circuitos por
unidad de superficie.
Los terminales del lado línea deberán admitir cables externos de conductores de cobre de
0,32mm a 0,90mm de diámetro, aislados con plástico en forma sólida o celular. Los
terminales del lado equipo deberán permitir la terminación de los actuales conductores de
cable de hilo de cobre de interiores.
Deberá ser posible realizar del orden de 100 a 200 terminaciones fiables de conductores a
lo largo de la vida útil del sistema. La terminación de un conductor de gran calibre no debe
afectar a la posterior terminación de un conductor de calibre menor.
146
Los dispositivos donde terminan los cables de línea deben permitir realizar las pruebas de
instalación y las pruebas de aceptación de dichos cables. (Acceso simultáneo automático
a través de repartidor a una unidad de terminación para 100 pares, u otro número de
pares.)
Las terminaciones deben permitir soportar los efectos de una concentración normal de
humedad, cloruro sódico, sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre, cloruro amónico y ácido
fórmico que pueden penetrar u originarse en los edificios.
Cabe esperar que las terminaciones operen satisfactoriamente en temperaturas
comprendidas entre –10 °C y 50 °C, con fluctuaciones diarias de hasta 15°C. Deberán
preverse límites superiores de temperatura para el 25% del tiempo total. Se supondrá un
valor medio anual de humedad relativa del 75%, con un valor máximo que no exceda
del 95%.
Además de los anteriores, los sistemas de terminación deberán satisfacer los siguientes
requisitos:
Frío,
Calor seco,
Calor húmedo,
Calor húmedo acelerado,
Vibración,
Almacenamiento,
Crecimiento en molde,
Prueba de anticorrosión,
Robustez de los terminales.
Para la distribución local y las terminaciones de abonado, se utiliza una combinación de
terminaciones “fijas” y “temporales” (terminales roscados), según las condiciones
particulares de instalación. Cuando se requiera pueden utilizarse protecciones eléctricas,
incorporadas en los dispositivos o bien como facilidad incorporada separadamente.
En una red de cables se utilizan dos métodos de terminación, denominados directo e
indirecto.
La terminación directa implica que los conductores asociados a un determinado cable se
conectan directamente al conector que forma el “extremo” del circuito del cable, es decir,
que el conductor del cable y el conector se acoplan directamente.
147
En la terminación indirecta, el conductor del cable se conecta al conector mediante un
dispositivo que incorpora una terminación preformada o prefabricada.
El método de terminación directa se utiliza generalmente en las terminaciones del
repartidor principal y en las de instalaciones de abonado, aunque algunas veces también
se utiliza en la red de distribución de cables. En la mayor parte de las terminaciones
intermedias (pedestales y armarios de distribución, cajas de repetidores, terminación de
cables interurbanos y coaxiales) se utilizan terminaciones indirectas empalmando rabillos
de cable predeterminados al cable principal.
Las partes eléctricas conductoras de los dispositivos de terminación son metálicas, de
cobre, latón u otra aleación similar, generalmente recubierta para resistir a la corrosión y
otros efectos ambientales y producir una buena conexión por contacto, presión, soldadura
o arrollado.
Se utilizan materiales aislantes (plásticos y moldeados de resina) para dotar a los
componentes metálicos de resistencia mecánica y aislamiento eléctrico.
En resumen, los requisitos básicos de los dispositivos para estas terminaciones incluyen:
Terminaciones fijas de conductores de cables de exterior, en unidades multipares
(generalmente, de 100), y los hilos puente asociados;
Fácil terminación y reterminación, cuando ésta es necesaria, de cables e hilos puente;
Protección contra sobretensiones por medio de descargadores de gas de tres
electrodos fijos o insertados;
Aislamiento de circuitos mediante la inserción o extracción de un dispositivo
apropiado;
Acceso independiente a los circuitos y pruebas de los mismos de los lados equipo y
línea;
Circuitos paralelos;
Puntos de puesta a tierra
Proporción de terminaciones de circuito de entrada/salida, al menos de dos;
Conexión de acceso a pares multipunto (conectores y conductores);
Código de colores para circuitos especiales;
148
Regletas y guías para puentes;
Numeración de identificación de circuitos permanentes;
Buena visibilidad.
33..11..11.. TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN EENN CCOONNDDUUCCTTOORREESS DDEE PPAARREESS SSIIMMÉÉTTRRIICCOOSS
Sobresalen los siguientes tipos de terminaciones para los pares simétricos:
33..11..11..11 AARRRROOLLLLAADDOO
En este tipo de terminación el extremo del conductor, una vez pelado y cortado, se inserta
en una herramienta y se enrolla en el punto terminal.
33..11..11..22 SSOOLLDDAADDOO
El extremo del conductor, una vez pelado y cortado, se inserta en una ranura del terminal
y se suelda.
33..11..11..33 AARRRROOLLLLAADDOO YY SSOOLLDDAADDOO
Una vez arrollado en el terminal, el conductor se suelda al mismo.
33..11..11..44 AATTOORRNNII LLLLAADDOO
Hay diferentes variantes de este tipo.
TTeerrmmiinnaacciióónn ppoorr mmeeddiioo ddee ttoorrnniillllooss: el conductor, una vez pelado y cortado, se fija con
un tornillo por medio de un destornillador.
TTeerrmmiinnaacciióónn ppoorr mmeeddiioo ddee ttuueerrccaass: consiste en un terminal formado por un espárrago
fijo de latón, al cual se fija el conductor por medio de una tuerca y dos arandelas. La
terminación se efectúa entre las arandelas.
33..11..11..55 CCOONNTTAACCTTOO PPOORR DDEESSPPLLAAZZAAMMIIEENNTTOO DDEELL AAIISSLLAAMMIIEENNTTOO ((CCDDAA))
En este tipo de terminación el conductor se instala por presión en un contacto en forma de
U, utilizando una herramienta especial.
El contacto en U puede tener diferentes formas, y es el tipo de terminación más utilizado.
149
33..11..11..66 TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN PPAARRAA CCOONNDDUU CCTTOORREESS NNOO UUTTIILL II ZZAADDOOSS
Esta terminación está formada por conectores de plástico, sin el elemento de contacto en
U, y se utiliza para la protección de los conductores no utilizados en pedestales o cajas de
empalme.
33..11..22.. TTEERRMMIINNAACCIIOONNEESS EENN CCOONNDDUUCCTTOORREESS DDEE PPAARREESS CCOOAAXXIIAALLEESS
Se destacan los siguientes tipos de terminaciones aplicables a los cables coaxiales
33..11..22..11 TT II PPOO DDEE CCOONNEECCTTOORREESS
Los pares coaxiales se terminan en conectores montados en un diafragma metálico para
su acceso a la caja de repetidor o al equipo terminal.
El conector se une por una parte al tubo coaxial directamente y por la otra al equipo
mediante un cable flexible, e incorpora un dispositivo para aislamiento neumático.
33..11..22..22 TT II PPOO DDEE EEMMPPAALLMMEE DDIIRREECCTTOO
Algunas veces se realiza un empalme directo entre un cable coaxial con núcleo de aire y
uno flexible.
33..11..33.. RREEQQUUIISSIITTOOSS DDEE SSEEGGUURRIIDDAADD
Los sistemas deben diseñarse teniendo en cuenta factores de seguridad. En este sentido,
los diseños deberán:
Minimizar la probabilidad que haya contactos eléctricos no deseados y/o una
dislocación accidental de los hilos;
Emplear material plástico con un índice de oxígeno de al menos 28, determinado de
acuerdo con normas internacionales;
Emplear materiales plásticos que no emitan humo ni vapores peligrosos al arder;
Evitar esquinas agudas y rebordes.
33..11..44.. RREEQQUUIISSIITTOOSS EELLÉÉCCTTRRIICCOOSS
Todos los bloques de terminación deberán tener buenas características eléctricas a fin de
minimizar el riesgo de accidente al personal, a los abonados y al público en general, por
efectos eléctricos que se produzcan durante la instalación, operación y mantenimiento de
los dispositivos.
Si es necesario, han de recomendarse buenos valores para:
150
La resistencia de aislamiento,
La prueba de inmunidad a las tensiones,
La capacitancia entre pares de terminales.
Requisitos para dispositivos de otras terminaciones de cable
33..11..55.. RREEQQUUIISSIITTOOSS AAMMBBIIEENNTTAALLEESS
Estos requisitos deben especificarse para, al menos, 20 años de operación estacionaria
en lugares parcialmente protegidos del ambiente. Deben observarse las normas de la CEI
en cuanto a: [9]
Ciclos de temperatura, límites inferiores y superiores;
Cambios de temperatura;
Calor húmedo, sin variación;
Secuencia climática normalizada: Calor Seco Calor Húmedo Ciclos Frío
Calor Húmedo Ciclos
Estanqueidad a los gases;
Choques o vibraciones.
Figura 3.1. Acabado de un conjunto de terminaciones en un rack
151
33..22.. CCOONNEECCTTOORREESS EENN CCAABBLLEE PPAARR TTRREENNZZAADDOO
Las especificaciones mecánicas y los requisitos de rendimiento en la transmisión de datos
para conexiones UTP deben ser compatibles con las características de dichos cables. El
desempeño de los enlaces también dependen de las características de los cables
(Incluyendo los patchcords y los puentes conectores), el número total de conexiones, el
cuidado con que se realiza la instalación y el mantenimiento que se le realiza a la misma.
Es preferible emplear materiales en los terminales de los cables UTP y STP con aislantes
dieléctricos. Estos conectores deben funcionar en rangos de temperatura desde 10°C
hasta 60°C. Todos los conectores deben ser protegidos de la corrosión y de la humedad.
Por esa razón, se recomienda llevar los conectores a gabinetes protectores.
Los elementos de conexión se diseñan para proveer flexibilidad en el montaje sobre
muros, en racks o en otra clase de armaduras de distribución.
El espaciamiento con que deben situarse los diferentes conectores debe ser consistente
con la facilidad con la cual hay que manejar el cableado dentro de un gabinete. La
distancia mínima entre conectores hembra debe ser de 3.1mm. Sin embargo, se
consideran excepciones, por ejemplo, cuando se trate de equipos que requieran menor
espaciamiento entre conectores.
33..22..11.. CCOONNEECCTTOORR PPAARRAA PPAARR TTRREENNZZAADDOO
El conector estándar para cable UTP es el RJ11 y el RJ45. Las iniciales RJ significan
Registered Jack (Enchufe registrado). Esto, porque el conector cumple la normalización
que existe en la industria de la telefonía. El conector reconocido por la EIA/TIA es el tipo
RJ45, por sus propiedades de aislamiento, manipulación y economía.
152
Figura 3.2. Conector RJ45 para cableado estructurado
Se requieren como mínimo tomas con dos conectores hembra para cada área de trabajo.
El primer toma se destina a conexión con cable UTP y el segundo, permite conexión a
cable STP o a fibra óptica.
Figura 3.3. Terminal hembra para conector de cable UTP
Las salidas para conexión al área de trabajo consisten en tomas dobles
153
Figura 3.4. Tipos de conectores disponibles para las áreas de trabajo
El desarrollo de conectores para cableado totalmente blindado, sigue aún en desarrollo.
Para el cable de categoría 7 y para el cable STP, se proponen conectores como los
ilustrados a continuación:
Figura 3.5. Conectores macho y hembra para cable blindado (STP)
La configuración de los conectores debe optimizar la operación de las áreas de trabajo,
como se muestra en la figura siguiente
Figura 3.6. Uso de conectores para optimizar el área de trabajo
154
Usualmente, la conectorización añade una resistencia DC de 0.3 al circuito de comunicación.
33..22..11..11 AATTEENNUU AACCIIÓÓNN EENN LLOOSS CCOONNEECCTTOORREESS
La atenuación corresponde a la medida de pérdida de potencia en la señal, debido a las
conexiones del hardware y se mide mediante barridos de frecuencias en el voltaje, con y
sin conector.
La siguiente tabla ilustra los valores tolerables de atenuación en un conector para cable
UTP de 100, según la norma EIA/TIA 568.
TTaabbllaa 33..11:: VVAALLOORREESS DDEE LLAA AATTEENNUUAACCIIÓÓNN EENN CCOONNEECCTTOORREESS TTIIPPOO UUTTPP
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
1.0 0.4 0.1 0.1
4.0 0.4 0.1 0.1
8.0 0.4 0.1 0.1
10.0 0.4 0.1 0.1
16.0 0.4 0.2 0.2
20.0 0.2 0.2
25.0 0.2
31.25 0.2
62.5 0.3
100.0 0.4
Los conectores para cables STP, deben cumplir los siguientes límites de pérdidas por
atenuación:
TTaabbllaa 33..22:: VVAALLOORREESS DDEE LLAA AATTEENNUUAACCIIÓÓNN EENN CCOONNEECCTTOORREESS TTIIPPOO SSTTPP
Frecuencia (MHz) Conector STP (dB)
0.1 0.05
1.0 0.05
4.0 0.05
8.0 0.10
10.0 0.10
16.0 0.15
20.0 0.15
25.0 0.15
31.25 0.15
62.5 0.20
100.0 0.25
300.0 0.45
155
33..22..11..22 PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT
El NEXT corresponde a la medida de acoplamiento de señales entre circuitos, por medio
de un conector. En todos los casos (UTP y STP), la determinación de las pérdidas por
ruido interferente NEXT en un conector se deduce de la siguiente fórmula:
16
2016NEXTNEXT flogf , con f en MHz.
TTaabbllaa 33..33:: VVAALLOORREESS DDEE PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT PPAARRAA CCOONNEECCTTOORREESS DDEE AARR TTRREENNZZAADDOO
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB) STP (dB)
1.0 58 65 65 65
4.0 46 58 65 65
8.0 40 52 62 65
10.0 38 50 60 65
16.0 34 46 56 62.4
20.0 44 54 60.2
25.0 52 58.5
31.25 50 56.6
62.5 44 50.6
100.0 40 46.5
300.0 36.9
33..22..22.. CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE PPAATTCCHHCCOORRDDSS
Un patchcord es un cable de longitud corta, configurado de manera adecuada, que
permite realizar conexiones entres puntos establecidos para unir hardware a la red de
comunicaciones, o simplemente, para realizar cambios en las conexiones entre puntos de
un mismo gabinete. Es común emplear PatchCords con terminales idénticos, a los que
se les llama flanco recto o SSttrraaiigghhtt TThhrruu.
La TIA/EIA clasifica dos clases de conexiones de acuerdo a las distancias y a las
velocidades que se desean comunicar. Adicionalmente, los colores para un cable de 4
pares están normalizados.
El acoplamiento de los conectores de comunicaciones se definen en la sección 10.4.5 de
la norma TIA/EIA 568A, y considera apareamiento entre conductores de un cable UTP
como el siguiente:
156
Figura 3.7.a. Apareamiento correcto
Figura 3.7.b. Apareamiento incorrecto
En primer lugar, se considera la transmisión directa, por ejemplo entre dos terminales
de computadora que están muy cercana la una de la otra (Menos de 10m). En dicho
caso, basta emplear un PatchCord que tenga la siguiente especificación de pines.
TTaabbllaa 33..44:: CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSEEÑÑAALLEESS EENN LLOOSS PPIINNEESS DDEE UUNN CCOONNEECCTTOORR UUTTPP
PPIINN AALLAAMMBBRREE SSEEÑÑAALL
1 BlancoNaranja Transmisión
2 NaranjaBlanco Transmisión +
3 BlancoVerde Recepción
4 AzulBlanco
5 BlancoAzul
6 VerdeBlanco Recepción +
7 BlancoCafé
8 Café
La norma EIA/TIA 568 propone dos tipos de terminales para conectores UTP y STP. A
cada una de dichas propuestas, se le denomina Terminal de Flanco Recto (Straigth
Thru) y Terminal de Flanco Cruzado (Crossover) correspondientemente. Dichas
propuestas se denominan disposiciones T568A y T568B respectivamente.
Figura 3.8. Disposición SSttrraaiigghhttTThhrruu de los alambres de UTP en conector RJ45
157
Figura 3.9. Disposición CCrroossssoovveerr de los alambres de UTP en conector RJ45
La norma TIA/EIA 568A propone dos tipos de disposiciones de conectores para los
CCrroossssoovveerr, a los que se les conoce como T568A y T568B
TTaabbllaa 33..55:: CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS EEXXTTRREEMMOOSS DDEE UUNN PPAATTCCHHCCOORRDD ,, SSEEGGÚÚNN PPRROOPPUUEESSTTAA EEIIAA//TTIIAA
TT556688AATT556688BB
Blanco/Verde
Blanco/Naranja
Verde Naranja
Blanco/Naranja Blanco/Verde
Azul Azul
Blanco/Azul Blanco/Azul
Naranja Verde
Blanco/Café Blanco/Café
Café Café
Por esa razón, no se pueden retorcer los cables cuando se proceda a realizar la
instalación. Por ello mismo no es posible emplear cables planos en la implementación de
una red de datos. Además, debe usarse un par de pares trenzados para conectar un
juego de pines transmisores a sus correspondientes pines receptores.
Con base a lo anterior, se tiene en cuenta el siguiente diagrama que resume la
disposición de los terminales de los cables. Es aconsejable seguir el diagrama 568A.
158
Figura 3.10. Disposiciones de Apareamiento entre terminales de un mismo cable UTP
Recuérdese entonces que un cable ssttrraaiigghhtttthhrruu tiene idénticos terminales y un cable
ccrroossssoovveerr tiene diferentes terminales.
Algunas entidades implementan sus sistemas solo con conexiones straightthru ya que
brinda economía e introduce solo el número necesario de componentes y conexiones, sin
incrementar la complejidad y tiempo de ensamble.
33..22..22..11 IIMMPPLLEEMMEENNTTAACCIIÓÓNN DDEE UU NN PPAATTCCHHCCOORRDD
Para construir un patchcord o cable UTP con conectores RJ45 en sus extremos, se
requiere emplear pinzas crimpadoras de adaptación como la siguiente:
Figura 3.11. Pinza Crimpadora para adaptar los terminales de cables UTP en conector RJ45
A la hora de insertar un conector en la terminal de un cable, éste debe tener la chaqueta
pelada cerca de ½" (Si es mayor, hay peligro que se contamine la señal de datos con
159
interferencia Crosstalk) y los pares deberán disponerse correctamente alineados. Debe
colocarse el conector RJ45 boca abajo y se inserta el cable en el mismo.
La pinza se acomoda de manera única a la forma del conector, de manera que cuando
esta se presiona, entonces se introducen dos émbolos en el conector: uno de ellos
aprisiona el plástico aislante al conector, mientras el otro émbolo acomoda el cable de
cobre. El conector debe quedar firmemente aprisionado al cable. Hay que comprobar qué
clase de PatchCord se ha elaborado: straightthru o crossover.
Es aconsejable realizar una correcta identificación de los cables de tipo straightthru y los
de tipo crossover.
La secuencia siguiente ilustra el proceso de elaboración de las terminales de un
patchcord, a partir de un trozo de cable UTP, empleando la pinza crimpadora
Figura 3.12. Secuencia a seguir al insertar un conector a un cable de par trenzado
33..22..22..22 SSEEÑÑAALL II ZZAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS CCOONNEECCTTOORREESS
La norma EIA/TIA 568 propone la señalización de los elementos de conexión para
designar la capacidad de transmisión a discreción de los fabricantes o de la agencia
aprobadora. Las marcas deben ser visibles durante el proceso de instalación. Dichas
marcas pueden ser:
"Cat 3" ó para componentes categoría 3
"Cat 4" ó para componentes categoría 4
"Cat 5" ó para componentes categoría 5
para componentes tipo STP
La conectorización empleada en cables UTP y STP se diseña para proporcionar:
160
Medios de conexión de cables mediante terminales hembra o con patchcords.
Medios de conexión de equipos para cableados de par trenzado.
Medios de identificación de circuitos para su correcta administración.
Medios para el uso de colores normalizados para poder identificar planamente los
campos terminales.
Medios para manipular cables y alambres que faciliten el manejo ordenado.
Medios para proteger los terminales expuestos y las barreras de aislamiento, como
son los cubiertas plásticas, para proteger los terminales de los contactos accidentales
con objetos extraños que puedan interrumpir la continuidad eléctrica.
161
33..33.. TTEERRMMIINNAACCIIOONNEESS EENN CCAABBLLEESS PPAARR TTRREENNZZAADDOO
Existen varios tipos de bloques utilizados en la terminación de cableado horizontal y
backbone. Los más comunes son el tipo66, el estilo110, BIX y el estilo LSA. Estos
comprenden gran parte del mercado, sin embargo, otros elementos están disponibles.
Varios fabricantes proveen de racks en módulos o para empotrar en pared, estos racks
albergan múltiples bloques.
Se sugiere emplear borneras con propiedades retardantes a la llama.
Figura 3.13. Bloques de punzones y borneras para conexión de Par Trenzado
Cada bloque tiene una herramienta de conexión particular. Estos punzones requieren de
herramienta especial con la que se pueda insertar terminales de dichos cables a los
mismos. Una recomendación es el empleo de un punzón 66/110:
Figura 3.14. Típica herramienta (66/110) para punzones de terminales UTP
33..33..11.. TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN EENN BBLLOOQQUUEE6666
Estos bloques son sistemas que se eligen para conectar varias aplicaciones de voz como
PBX y LAN.
El bloque66 normalmente se monta sobre tableros o enchapes de madera o metálicos,
con soportes estilo 89 (los más comunes son el estilo 89B y 89D)
162
Figura 3.15. Bloque Tipo 66
Figura 3.16. Soportes estilo 89
Típicamente, estos bloques se montan sobre el enchape de madera o metálico, en
columnas verticales de cuatro bloques y cada uno puede acomodar 100 pares.
33..33..22.. HHAARRDDWWAARREE EESSTTIILLOO111100
Es usado en aplicaciones de datos y voz. El backbone se termina comúnmente sobre un
estilo66 con rack empotrado.
El bloque estilo 110 está disponible en 50, 100 y 300 pares; la mayoría de los patch
panels de datos están construidos sobre estos bloques.
163
Figura 3.17. Bloque Tipo 110
Figura 3.18. Detalle de la instalación del cableado UTP en hardware tipo 110. Obsérvese la debida marcación.
164
Figura 3.19. Acabado de instalación de cable UTP en Hardware 110.
33..33..33.. HHAARRDDWWAARREE BBIIXX
El BIX es similar al estilo110, pero no es modular. Más bien, se trata de una pieza
compacta. Por un lado termina el cable y por el lado opuesto se realizan las conexiones.
Figura 3.20. Bloque Estilo BIX
El BIX está disponible para terminaciones de 250, 300 y 900 pares.
165
Figura 3.21. Disposición de cable montado en el panel administrador, tipo BIX
33..33..44.. HHAARRDDWWAARREE LLSSAA
Este hardware está disponible en todas las conexiones de los anteriores sistemas.
Además proporciona módulos de conexión y conmutación.
Figura 3.22. Bloque Tipo LSA
33..33..55.. PPAATTCCHHPPAANNEELLSS
Los patchpanels (Páneles de Remiendo) de voz y datos vienen en diferentes estilos y
configuraciones de alambrado, las más comunes son bloques 66, BIX, 110 y LSA.
166
Figura 3.23. PatchPanel
33..33..66.. SSAALLIIDDAASS AA LLAASS ÁÁRREEAASS DDEE TTRRAABBAAJJOO
La conexión de las estaciones de trabajo de los usuarios requieren la ubicación de
conectores hembra en el lugar que se planea la ubicación de la estación.
Dichos conectores deben estar adecuadamente identificados. La figura 3.24 presenta un
modelo de conectores universales, para conectores RJ11, RJ45 y BNC
Figura 3.24. Conector universal para salida al área de trabajo
En las áreas de trabajo debe existir la posibilidad de conectar aparatos eléctricos, además
del hardware de comunicaciones. Cuando se trata de la colocación de computadores y
ordenadores de una red, se recomienda realizar la instalación eléctrica a través de una
UPS de buena potencia, la cual se dimensiona de acuerdo a la cantidad de computadores
que se conectan a ella. De esta manera se garantiza continuidad del servicio en caso de
un apagón eléctrico.
Según la tabla 8.1, se recomienda una separación entre los conductores eléctricos y los
de comunicaciones, de 13cm, pues es una instalación de baja potencia.
167
Las canaletas disponibles en el mercado permiten realizar el montaje de la infraestructura
eléctrica y de la red, de manera que se cumplan dichas condiciones, según se ilustra en
las siguientes figuras.
Figura 3.25. Ubicación de canaletas doble propósito en las áreas de trabajo.
Las canaletas existentes en el mercado son estéticas y aptas para la instalación del
cableado horizontal, construidas en materiales resistentes avalados por la EIA/TIA.
Téngase presente la importancia de rotular adecuadamente las salidas a las áreas de
trabajo. [10]
Figura 3.26. Salidas a las áreas de trabajo debidamente rotuladas.
168
33..44.. CCOONNEECCTTOORREESS EENN CCAABBLLEE CCOOAAXXIIAALL
Los conectores son elementos que se usan para la conexión, la extensión y la terminación
de cables coaxiales.
Los conectores más utilizados para cables coaxiales son:
BNC
Tipo N
Tipo F
La utilización de cada conector depende del cable al cual se va ajustar, por ejemplo: Los
conectores tipo BNC es utilizado en redes 10BASE-2, utilizan a su vez una bayoneta y
tienen una impedancia característica de 50, los conectores tipo N son utilizados en
redes 10BASE-5 son más largos que los BNC.
Existen sistemas de video que utilizan conectores tipo F con una impedancia
característica igual a la del cable (75)
33..44..11.. CCOONNEECCTTOORREESS BBNNCC
La instalación de una red empleando cable coaxial es relativamente sencilla, quien sabe
el proceso más complicado es el ajuste del conector BNC al cable coaxial, pero se
convierte en una tarea fácil luego de efectuada un par de veces. El nombre BNC proviene
de la abreviatura de Conector Nacional Británico, y existen diversos tipos de los mismos,
como se muestra en la figura 3.27.
Figura 3.27. Conector Cable Coaxial, Tipo BNC
El conector BNC T, que se muestra en la figura 3.28, proporciona la unión del cable a la
tarjeta de interfaz de red. Los cables se ramifican de los otros extremos de la T a las
estaciones anterior y posterior. El problema principal en esta red radica precisamente en
la gran cantidad de conexiones o junturas que se realizan con estos conectores, lo que
normalmente puede derivar en que una porción de la red quede inutilizada, hasta
descubrir el conector aflojado.
169
Por su parte, cada porción de cable entre dos equipos debe tener un conector BNC
macho y uno hembra, tal como se muestra en la figura 3.28. Actualmente existen diversos
tipos de conectores según la forma de conexión que tiene al cable coaxial, algunos de
ellos son por presión, otros por inserción de púas, a tornillos, etc. La elección se realiza de
conformidad al concepto del administrador de red.
Figura 3.28. Conector Cable Coaxial, Tipo BNC
Finalmente cabe destacar el último elemento de una red por cable coaxial, y son los
terminadores. Estos dispositivos se conectan en cada uno de los extremos de la red, tal
como si se tratase de una tubería de agua. Su objetivo es el de proveer la resistencia
necesaria en cada uno de los extremos.
Como se dijo anteriormente, existen otros tipos de conectores para coaxial, la diferencia
radica en la impedancia característica y en el tamaño del cable al cual va a ser ajustado;
en los conectores se encuentra una clasificación entre conector macho y conector
hembra, por ejemplo, la figura 3.29, ilustra la forma de un conector tipo N macho en T.
Figura 3.29. Conector Cable Coaxial, Macho en T
Cabe anotar que cada uno de estos tipos de conectores tiene asociada una gran familia
con diversas características, aplicaciones y formas de ajustar al cable, por ejemplo por
medio de soldadura o corrimiento del aislante, etc.
Para el empalme de dos cables coaxiales normalmente se utilizan conectores cilíndricos
que permiten unir los dos segmentos del cable y mínima atenuación. [11]
33..44..22.. TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN DDEE CCAABBLLEESS CCOOAAXXIIAALLEESS
Las herramientas utilizadas para la terminación del cable coaxial se encargan de realizar
e corte del cable y de retirar el aislante para proceder a ajustar el conector al cable.
170
Existen tipos de conectores que necesitan pines especiales para asegurar el conductor
central
Figura 3.30. Conector Cable Coaxial
33..44..33.. PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN YY TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN DDEELL CCAABBLLEE
El procedimiento más adecuado para realizar la correcta terminación del cable coaxial se
describe a continuación. Valga anotar que se trata de una tarea sencilla.
PPAASSOO CCOONNEECCTTOORRIIZZAACCIIÓÓNN DDEELL CCAABBLLEE CCOOAAXXIIAALL
1 Corte y remoción del aislante
Hacer un corte recto en el extremo del cable a terminar. Ubique y ajuste la férrula en el cable Ajuste y gradúe la herramienta al cable. Corte dejando expuesto 0.6 cm del
conductor central y retire 0.6 cm del aislante Asegúrese de que el conductor central y el aislante no estén rayados o amellados, y
que ningún hilo de la malla este tocando el conductor central.
2 Terminación del cable
Ajuste el pin al conductor central Utilizando una herramienta adecuada fije el pin al conductor.
3 Ajuste del conector
Ubique el conector en el cable de tal forma que el pin con el conductor central y el conector queden alineados.
Deslícelo sobre la férrula Asegúrese de que la herramienta estuvo bien graduada al respectivo cable a
terminar, por ejemplo cable RG-58, RG-6, etc.
4 Por último inspeccione la conexión.
Las herramientas utilizadas para la terminación del cable coaxial se encargan de realizar
e corte del cable y de retirar el aislante para proceder a ajustar el conector al cable, como
se ilustra en la siguiente figura.
171
Figura 3.31. Herramienta para preparación de Conectores Coaxiales
Existen tipos de conectores que necesitan pines especiales para asegurar el conductor
central.
Figura 3.32. Pines y seguros para Conectores Coaxiales
172
33..55.. EEMMPPAALLMMEERRÍÍAA EENN CCAABBLLEEAADDOO DDEE CCOOBBRREE
Los empalmes en los interiores de los edificios, se construyen usualmente en cajas,
piezas de equipos, gabinetes de telecomunicaciones, localidades de acceso y canastillas.
La empalmería para los cables de cobre sólo se puede realizar en el Backbone o
Cableado Vertical, nunca para el Cableado Horizontal (La extensión que va entre el
gabinete de telecomunicaciones y el área de trabajo).
La planeación es una acción fundamental en las operaciones de empalmería. Muchos
factores han de tenerse en cuenta, como son la localización del cable, las estructuras de
soporte para el empalme y la selección de los cierres. Cuando las partes lleguen al sitio
de trabajo, entonces el instalador deberá configurar la operación de manera adecuada
para implementar un empalme en línea, un cola de rata o un tipo brazo en una orientación
vertical u horizontal. Es aquí cuando el instalador deberá posicionar el cable, aparejar la
estructura de soporte y asegurarse de emplear los materiales adecuados (Módulos de
empalmería y cierres).
Así por ejemplo, demasiados cables de cobre empalmados en un cierre sin las bancas
adecuadas, podrán atirantar los cables. El constante agite de los cables conlleva al
deterioro en su punto más vulnerable: El empalme.
Figura 3.33. Cámara de Empalme en Línea, ubicada en un rack horizontal
Una vez los se han dispuesto los cables, debe prepararse la apertura de la chaqueta
exterior. Debe decidirse qué método de empalme se va a llevar a cabo y cuántas bancas
se colocarán en el mismo. Dichas decisiones proporcionan los términos de selección para
el cierre apropiado y la apertura de la chaqueta de cable, según recomendaciones de los
173
fabricantes. Una vez se hayan realizado las aperturas de las chaquetas, los blindajes se
hayan unido, se instalen los terminales de los cierres y se hayan marcado los grupos de
registro, entonces se puede seleccionar el método de empalme para unir los cables de
par trenzado.
Figura 3.34. Apertura de un empalme con las uniones para las chaquetas instaladas
Se consideran dos técnicas de empalme con borneras:
EENN LLÍÍNNEEAA: La bornera se sitúa en cruce recto en la línea y se evita aglomeramiento de los
conductores. Este tipo de empalme no ofrece posibilidades para realizar cambios.
Figura 3.35. Empalme en Línea
PPLLIIEEGGUUEE TTRRAASSEERROO: Los conductores se pliegan en la bornera. Esta configuración permite
manipulación para futuros cambios.
Figura 3.36. Empalme de Pliegue Trasero
La mayoría de los empalmes de cobre se realizan mediante el uso de conectores
modulares. Éstos están disponibles en varias clases: EnLínea, En Ramal y Tapa Media.
Estos se pueden emplear en ambientes interiores y exteriores, de acuerdo a las
características dada por el fabricante. Estas borneras permiten ubicar conductores con
calibre 19 a 28 (En la mayoría de los casos, el cableado vertical es calibre 24) y vienen en
tamaños para ubicar hasta 25 pares. Las pruebas de certificación se pueden llevar a cabo
en la medida que se termina de instalar el empalme. En la medida que se construya el
Los grupos de registro consisten en un conjunto de conductores de par trenzado (Hasta 25 Pares) que
componen el cable del Backbone. La identificación (Código de Colores) de dichos grupos se muestra en el
capítulo de Planificación y Documentación de la presente obra
174
empalme, se deberá etiquetar el módulo con el número del cable y los pares que
contiene.
Las partes de un conector modular se ilustran a continuación
Figura 3.37. Conector Modular
Una vez se hayan colocado los conductores, deben preparare usando una envoltura de
polietileno antes de instalar el cierre. Dicha envoltura debe ser ceñido y no muy apretado,
de manera que ni los módulos, ni los pares trenzados se alberguen en las costuras del
cierre. El objetivo del cierre es proteger el empalme contra la humedad. Se requiere
colocar etiquetas a todos los cables que entran al empalme, indicando el número del
cable y los pares a los que pertenecen.
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA RREEAALLIIZZAARR UUNN EEMMPPAALLMMEE DDEE CCAABBLLEE DDEE CCOOBBRREE
1 Las herramientas y respectivos instrumentos deben estar correctamente seleccionados para comenzar a trabajar en las empalmadoras. Se recomienda seleccionar conectores modulares elaborados en material con material retardante al fuego, verificando igualmente que esta empalmadora cumpla con los calibres de los cables que se van a insertar.
Para calcular el tamaño del empalme y del cierre, se deben considerar los siguientes factores: Cantidad de Pares del Cable Calibre de los conductores Tipo de conector Número de bancos del conector Método que se va a usar para el empalme
2 Determinar el alcance del montaje, considerando las necesidades de espacio del cierre del empalme, el espacio de trabajo y las rutas que seguirá el cable para llegar hasta el sitio de trabajo. El cable no debe doblarse. Como regla general, se estima que el radio de curvatura no debe exceder 10 veces el diámetro del cable.
Las siguientes indicaciones pueden ser importantes para considerar el espacio requerido por el empalme: Espacio aéreo: 70 cm entre el cierre y el primer obstáculo aéreo. Empalme Horizontal: 65 cm encima del suelo
175
Empalme Vertical: Limitado por el espacio requerido para posicionar el cable, el cierre y la estructura de soporte
3 Chequear el área de trabajo para asegurarse que se trabaja bajo condiciones seguras. Esto es, vigilar la ausencia de voltajes.
4 El área de trabajo debe establecerse mediante el uso de escaleras y andamios en donde sea necesario. Igualmente, debe señalizarse y no sobra afirmar que debe ubicarse adecuadamente la herramienta de trabajo.
5 Instalar una estructura de soporte (e.g. escaleras, trapecios, bandejas portacables, perchas) para la empalmadora y posteriormente, llevar los cables a dicho soporte. Téngase presente los radios de curvatura.
6 Marcar los cables en la localización central del empalme. Seguidamente, marcar los cables en el lugar propuesto por la apertura de la empalmadora, de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Remover la chaqueta protectora aproximadamente 25cm desde la marca hasta el área donde se colocarán las tapas de protección.
Figura 3.38. Remoción de la chaqueta en el cable, de acuerdo a las marcas establecidas
7 Deben colocarse las tapas protectoras del cierre, de acuerdo a las instrucciones del fabricante.
8 Realizar un corte circular en uno de los cables en el lugar donde se ubicará la apertura del empalme, teniendo cuidado de no dañar el blindaje, dejando descubiertos los cables que se van a empalmar.
Además, hay que tener cuidado que las cintas que envuelven los grupos de pares trenzados no se dañen, de manera que no se mezclen los conductores entre sí.
Figura 3.39. Apertura de la chaqueta, con envoltura del núcleo y cinta plástica aislante del blindaje
9 Existirán herramientas en el juego de la empalmadora para conectar los blindajes de ambos cables. En la mayoría de los casos, se proporciona una cinta conductora (Equivalente a un calibre AWG # 6) y una manga aislante con el conector de los blindajes.
Deslice una parte de la manga aislante sobre la cinta conductora que conectará los blindajes de los cables que se van a empalmar. Siguiendo las instrucciones del fabricante se deben instalar los respectivos conectores de la cinta en uno de los lados del cable que se trabaja.
Hay que pegar dicha cinta a cada uno de los cables. Se recomienda cubrir los conectores de la cinta conductora al blindaje con cinta aislante.
176
Figura 3.40. Apertura de la chaqueta con conectores al blindaje, cinta conductora y manga aislante
10 Remover la envoltura del núcleo hacia el extremo del cable y usar la cinta aislante para mantener agrupados los respectivos conductores, en orden a evitar la pérdida de cables de par trenzado
11 Identificar cada grupo de 25 pares empleando el código de colores.
12 Alinear los grupos de 25 pares en ambos cables.
13 Es el momento de asegurara los cables, de manera que las aperturas de la empalmadora no colapsen durante la operación. Esto se puede hacer atando los cables a una percha, o mediante correas de amarres.
14 Determinar si el empalme se construirá por la técnica EnLínea o por los Pliegues
Traseros. En el empalme EnLínea no se pueden realizar modificaciones y por tanto, debe ser mínimamente manipulado. El empalme de Pliegues Traseros permite plegar los conductores en la bornera, por tanto, se puede realizar un mantenimiento más fácilmente. A continuación se explicará el caso de empalme en línea de dos bancas (Pues es el más común)
15 Montar el tubo de soporte y los componentes asociados del aparejo de la empalmadora a la chaqueta del cable. Para establecer el aparejo, se requerirá el amarre del tubo de soporte al cable mediante una barra transversal con una abrazadera, como muestra el montaje:
Figura 3.41. Montaje del tubo de soporte
16 Elegir el primer grupo de 25 pares desde el cable. La posición de la cabeza del empalme es muy importante para la operación, de manera que los alambres entren cómodamente en el cabezote y en el módulo del conector.
177
Figura 3.42. Posición de la cabeza de empalme de los diferentes grupos (Vista superior)
17 Colocar una base de módulo conector en el cabezote de la empalmadora. Los pares del cable de alimentación se extienden en dicho módulo de acuerdo a los códigos de colores.
Figura 3.43. Pares trenzados que son colocados en el cabezote del empalme
18 Una vez se han colocado los 25 pares en la base del módulo del conector, realizar una inspección visual para asegurarse que los pares están correctamente ubicados. Para el efecto, se puede usar la guía de colores existentes en la regleta.
19 Colocar el cuerpo del conector sobre la base respectiva, la cual sostiene los pares de cobre organizados. El procedimiento debe seguirse para todos los grupos de conductores que aún no hayan sido insertados en el empalme.
Seguidamente, se debe posicionar el cabezote crimpador en la cabeza del empalme, para sellar el módulo conector. Los grupos de pares trenzados se deben probar eléctricamente (prueba de continuidad) desde ambos extremos de los cables que se hayan empalmado.
178
Figura 3.44. Crimpadora que se coloca en el cabezote del empalme
20 Continuar empalmando todos los grupos pertenecientes al cable, según sean las instrucciones impartidas por el diseñador. Se aconseja marcar cada grupo de acuerdo al código de colores. Marcar cada cubierta en cada módulo con el número del cable y los números de los pares usando un marcador de tinta indeleble.
21 Atar el manojo de cables en el centro, para que quede parejo y estético.
Figura 3.45. Cable que se empalma
22 Cubrir el empalme con una cinta de polietileno. Envolver el empalme de manera que los módulos de los conectores y los pares trenzados no se apretujen en el cierre.
Figura 3.46. Empalme que se ha envuelto en polietileno y con las respectivas tapas
23 Instalar el cierre, de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Probablemente, parte del cierre se haya instalado previamente en anteriores operaciones. Una pequeña pieza (En las tapas) se proporciona para llevar la puesta a tierra de la cinta conductora. Se aconseja revisar que no existan entradas de aire una vez se haya terminado el cierre.
24 Se requiere etiquetar los cables que entran al empalme indicando el número del conductor y qué pares contiene.
25 Remover las escaleras, andamios, y limpiar el área de trabajo
26 El cable estará ahora listo para realizar la prueba de certificación.
179
33..66.. EEMMPPAALLMMEESS DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
Los cables de fibra óptica ya son de uso común en las telecomunicaciones interurbanas,
y su uso está extendiéndose en la actualidad a las secciones de la red de abonados y de
interiores de edificios. Se hallan instalados en todos los entornos: aéreo, canalizaciones,
galerías de cables, enterrados directamente y en los locales de los usuarios. Así pues, los
cables de fibra óptica están expuestos a los mismos riesgos que los cables de cobre. Un
elemento importante de todo sistema de cables de fibra óptica instalado es el empalme de
las fibras, que puede ejercer una gran influencia en la calidad de la transmisión y en los
gastos de mantenimiento. La pérdida de un empalme puede llegar a ser igual a la pérdida
de inserción introducida por una fibra de 500 a 1000 metros de longitud.
Un empalme de fibra óptica es una técnica que se usa para unir permanentemente dos
fibras ópticas en una conexión de bajas perdidas. Esta puede se por fusión o mecánica.
A continuación se trataran los factores de pérdida de los empalmes de fibras ópticas
multimodo de índice gradual y en las monomodo, las características ópticas y físicas de
los empalmes, los dos tipos básicos de empalme de fibras, como lo son el empalme por
fusión y el empalme mecánico (Con sus numerosas variantes de diseño).
33..66..11.. CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE LLOOSS EEMMPPAALLMMEESS DDEE FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
Las pérdidas de empalme pueden dividirse en dos categorías fundamentales: extrínsecas
e intrínsecas a las fibras, para las fibras multimodo de índice gradual y monomodo.
Las pérdidas extrínsecas guardan relación con las técnicas utilizadas para empalmar las
fibras y son producidas por parámetros tales como el desplazamiento transversal de los
núcleos de las fibras, la separación de los extremos, la desviación axial y la calidad de los
extremos de la fibra.
Separación de
los extremosdesviación axial
extremos
sucios
desplazamientos
transversales Figura 3.47. Pérdidas extrínsecas en Empalmes de Fibra Óptica
Las pérdidas intrínsecas guardan relación con las propiedades de las fibras y son
producidas por desadaptaciones en los diámetros del núcleo y del revestimiento de la
180
fibra, la circularidad y la concentricidad de los diámetros de campo modal, diferencias en
las longitudes de onda de corte de las fibras monomodo y diferencias en la apertura
numérica de las fibras multimodo. [12]
concentricidad Diferentes AN
Cortes de la
fibra
Desadaptación
de los nucleos Figura 3.48. Pérdidas intrínsecas en Empalmes de Fibra Óptica
33..66..11..11 PPÉÉRRDDIIDDAASS EENN EEMMPPAALLMMEESS DDEE FF IIBBRRAASS MMUU LLTTIIMMOODDOO
Se distinguen las siguientes factores que influyen en las pérdidas de los empalmes para
fibras ópticas multimodo
33..66..11..11..11 FFAACCTTOORREESS DDEE PPÉÉRRDDIIDDAA EEXXTTRRÍÍNNSSEECCAA
Los empalmes de fibras multimodo son más sensibles a los pequeños desplazamientos
transversales y al ángulo formado por los ejes que a la separación de los extremos. Por
ejemplo, un desplazamiento de 0,14 veces el radio del núcleo producirán una pérdida de
unos 0,25 dB, mientras que una separación de los extremos de 1 vez el radio del núcleo
sólo causa una pérdida de unos 0,14 dB.
33..66..11..11..22 FFAACCTTOORREESS DDEE PPÉÉRRDDIIDDAA IINNTTRRÍÍNNSSEECCAA
Los empalmes de fibras multimodo de índice gradual son más sensibles a las
desadaptaciones en el radio del núcleo y en la NA y menos sensibles a las
desadaptaciones de los parámetros del perfil y de la circularidad y concentricidad del
núcleo.
33..66..11..22 PPÉÉRRDDIIDDAASS EENN EEMMPPAALLMMEESS DDEE FF IIBBRRAASS MMOONNOOMMOODDOO
En las fibras monomodo, el diámetro del campo modal es el diámetro de la luz radiada y
equivale al diámetro del núcleo de las fibras de índice gradual. Los empalmes de fibras
monomodo son aún más sensibles en una escala absoluta que los empalmes de fibras
multimodo al diámetro del campo modal. Ello se debe a las dimensiones mucho menores
de dicho diámetro. Por ejemplo, un desplazamiento transversal de 1,2 m producirá una
pérdida de empalme de unos 0,3 dB para fibras que cumplan la Recomendación G.652 de
181
las normas ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) con un diámetro del campo
modal de 8 a 10 m.
Como causas del desplazamiento transversal en las fibras monomodo pueden citarse las
diferencias en los diámetros de las fibras y las excentricidades del núcleo. La sensibilidad
angular de las fibras monomodo es aproximadamente igual a la de las fibras multimodo
para ángulos pequeños. La pérdida de empalme de las fibras monomodo es menos
sensible a pequeñas desadaptaciones en el diámetro del campo modal.
33..66..22.. EEMMPPAALLMMEE PPOORR FFUUSSIIÓÓNN
Empalme de fibras prealineadas mediante un proceso de fusión. La máquina de empalme
por fusión puede controlar la alineación del núcleo o la alineación del revestimiento. La
alineación del núcleo produce la menor pérdida de empalme en el caso de las fibras
monomodo. Se utiliza un refuerzo mecánico para fortalecer el empalme por fusión y
proporcionar protección ambiental al vidrio sin recubrimiento.
Para efectuar empalmes fiables de fibras multimodo y monomodo se utilizan soldadores
con fusión por arco eléctrico. Este método se emplea para realizar empalmes monofibra o
de multifibra.
Figura 3.49. Empalmadora por fusión para Fibra Óptica con pantalla, marca Fujikura
Durante el ciclo de fusión, deben limpiarse los extremos de las fibras con una descarga
del arco eléctrico y después unirlos y fundirlos. Es necesario empujar una fibra contra la
182
otra durante la fusión para que no quede una sección reducida en el punto de soldadura.
El aparato de soldadura debe controlar esas dos operaciones. Por último, el empalme
puede someterse a pruebas para asegurar su longevidad en el montaje. Las pruebas
pueden incorporarse al aparato de fusión y formar parte del proceso normal de empalme.
El punto de fusión del vidrio es una característica importante en los empalmes de fibras
mediante soldadura por fusión. Tal vez sea necesario adaptar el ciclo de fusión (tiempo e
intensidad de la corriente para la prefusión y la fusión) al tipo de fibras que se empalma.
Además puede ser difícil la soldadura por fusión de fibras con grandes diferencias en los
puntos de fusión.
Téngase presente que la chispa eléctrica generada por la empalmadora de fusión puede
causar una explosión en presencia de gases inflamables.
33..66..22..11 EEMMPPAALLMMEESS MMOONNOOFFIIBBRRAA
Es necesario eliminar todos los recubrimientos en la región de los extremos de la fibra. La
longitud de fibra sin recubrimiento varía según el aparato de empalme. Los recubrimientos
pueden eliminarse utilizando productos químicos o preferiblemente, y para seguridad del
operario, una herramienta mecánica para desnudar. Las herramientas y los
procedimientos de desnudamiento no deben causar erosiones en la fibra, ya que ello
puede disminuir seriamente su robustez.
Los extremos desnudos de las fibras se cortarán perpendicularmente al eje de la fibra; la
superficie de los extremos debe quedar como un espejo sin astillas ni rebabas. Los
ángulos en el extremo deberán ser de menos de un grado con relación a la perpendicular
al eje, para permitir empalmes satisfactorios. En el mercado hay instrumentos para marcar
y cortar que producen constantemente un ángulo en el extremo inferior a un grado. Un
instrumento para cortar fibras debe tener las siguientes características:
Buen control de la presión de la cuchilla sobre la superficie de la fibra para producir un
corte de dimensiones constantes
Seguridad de que la cuchilla hace contacto con la fibra
Longitud controlada de la parte desnuda de la fibra cortada
Tensión axial controlada sobre la fibra.
Es preferible que la herramienta sea fácil de usar y corte de un solo golpe.
En cuanto a la alineación de las fibras, éstas se fijan en las ranuras en «V» de aparatos
posicionadores según los ejes xyz. En un aparato muy sencillo, los diámetros exteriores
183
de los extremos desnudos de las fibras se alinean en ranuras en «V» con ayuda de un
sistema de espejos, que permite ver en dos direcciones perpendiculares. Esta alineación
sencilla es satisfactoria para los empalmes multimodo de baja pérdida, pero para los
empalmes monomodo de baja pérdida puede que se precise un aparato más sofisticado
con objeto de compensar los errores de concentricidad entre el núcleo y el revestimiento
de la fibra.
Debido a las propiedades intrínsecas de las fibras, los diámetros de los núcleos o los del
campo modal pueden no hallarse muy bien alineados cuando sí lo están los diámetros
exteriores, con lo cual la pérdida del empalme es superior a la mínima. La pérdida del
empalme puede reducirse al mínimo utilizando la alineación activa de núcleos de fibras.
Es conveniente que el aparato dé una estimación de la pérdida del empalme.
En el curso de la fusión, la tensión superficial y las propiedades intrínsecas de la fibra
pueden producir una desalineación de los núcleos de las fibras, lo que aumentará la
pérdida del empalme. Para esto se reduce al mínimo de la cantidad de fibra libre en la
zona de fusión.
a. Alineación
b. Precalentamiento
c. Fusión
d. Fibra Soldada
Figura 3.50. Empalme por fusión en Fibra Monomodo
33..66..22..11..11 PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN DDEELL EEMMPPAALLMMEE
El empalme por fusión requiere que se restablezca el recubrimiento de la fibra para
protegerla del entorno, darle protección mecánica y aumentar la resistencia a la tracción
de la fibra desnuda. Para esto se da rigidez mecánica al empalme con una varilla y se
cubren la varilla y la zona del empalme con un tubo termorretractable revestido
interiormente de un adhesivo, el empalme también puede reforzarse y protegerse contra
los daños producidos por la humedad. Otro método consiste en introducir el empalme en
un adhesivo entre dos placas rígidas y paralelas o en un pequeño estuche (encapsulado).
184
33..66..22..22 EEMMPPAALLMMEE MMUU LLTTIIFF IIBBRRAA
Las multifibras (incluyendo las cintas de fibras) pueden empalmarse por medio de
aparatos de fusión en masa que aplican los mismos conceptos que los aplicados para
empalmes monofibra. Deben controlarse los dos parámetros primordiales siguientes:
La supresión de la varianza de las posiciones de las caras de los extremos de las
fibras mediante pinzas adecuadas,
La temperatura de fusión, que deberá ser la misma para todas las fibras.
Con pinzas adaptadoras apropiadas, las fibras individuales se pueden empalmar varias a
la vez en el mismo aparato empleado para unir por fusión cintas de fibras.
33..66..22..22..11 PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS FFIIBBRRAASS
Para controlar la varianza de las posiciones de las caras de los extremos de las fibras,
todas las fibras deben desnudarse y cortarse simultáneamente. Para eliminar las
protecciones pueden emplearse disolventes químicos o una herramienta mecánica
caldeada, en función de las características del recubrimiento.
33..66..22..22..22 AALLIINNEEAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS FFIIBBRRAASS
Las multifibras se alinean en ranuras en «V». Pueden emplearse sistemas ópticos para
controlar la varianza de los extremos de las fibras y la calidad de sus cortes.
33..66..22..22..33 PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN DDEELL EEMMPPAALLMMEE
Los empalmes en masa por fusión pueden protegerse empleando los mismos métodos
que se describieron para los empalmes monofibra por fusión.
33..66..33.. EEMMPPAALLMMEESS MMEECCÁÁNNIICCOOSS
Es el empalme de las fibras en el que la alineación está determinada por los componentes
del dispositivo de empalme y mantenida mecánicamente o mediante adhesivos. La
inyección (local o en el extremo distante) y la detección de la luz pueden utilizarse para
colocar los componentes del dispositivo de empalme a fin de conseguir la mínima pérdida
de empalme.
Los dos métodos básicos tienen numerosas variantes de diseño, características y
propiedades. La elección del método y de las características de diseño depende del
compromiso entre las características y propiedades que desee obtenerse en la instalación
final. Deben considerarse los siguientes tres grupos de propiedades y características:
185
Las características de diseño, que comprenden, empalme individual o múltiple, integridad
del empalme, valores de pérdida de empalme y de pérdida de retorno, densidad de
empaquetado, complejidad de los métodos, universalidad de la instalación, herramientas
de instalación y las propiedades de la instalación, que comprenden: estabilidad de la
pérdida de empalme y de la pérdida de retorno, robustez mecánica, estabilidad ambiental.
Los factores económicos, comprenden: herramientas y costo de las mismas, gastos en
mano de obra de instalación, costo de los materiales para el empalme, formación inicial y
periódica requerida.
Un empalme mecánico de fibras tiene muchos elementos físicos, pero habitualmente
todos comprenden los siguientes componentes fundamentales:
Superficie para alinear los extremos de las fibras correspondientes
Retención para mantener las fibras alineadas
Material de adaptación de índices (gel, grasa, adhesivo, etc.) Colocado entre los
extremos de las fibras.
Algunos empalmes mecánicos pueden volverse a abrir, lo que da flexibilidad para
reordenar la instalación de cables. Un ejemplo de este tipo de empalmes son los
llamados Splices (empalmes o junturas) los cuales tienen la función de juntar los
extremos de dos fibras (Los hay mecánicos o de fusión).
Figura 3.51. Splice mecánico para Fibra Óptica
Una de las principales características que presentan los Splicers son las bajas pérdidas
inferiores 0.2 dB.
Con el objetivo de reducir las reflexiones de Fresnel es preciso utilizar un material de
adaptación óptica. Este material se coloca entre los extremos de las fibras
correspondientes y debe elegirse de modo que iguale las propiedades ópticas del vidrio.
186
Se emplean corrientemente geles de silicona, adhesivos curables por rayos ultravioleta,
resinas epóxidas y grasas ópticas.
33..66..44.. EEMMPPAALLMMEESS DDEE FFIIBBRRAASS UUNNIIDDAASS PPOORR AADDHHEESSIIVVOOSS
Estos empalmes son una subcategoría de los empalmes mecánicos. Las fibras se alinean
utilizando los mismos métodos empleados para otros empalmes mecánicos. Los extremos
de las fibras se unen a tope en un adhesivo.
Las características del adhesivo para el empalme son:
Se adapta estrechamente al índice de refracción de las fibras
Afianza permanentemente las fibras en la posición alineada
Alivia el esfuerzo mecánico y sirve de soporte al empalme
Protege el empalme del entorno
Proporciona resistencia a la tensión axial
Requiere resinas totalmente curadas.
33..66..44..11..11 PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA FFIIBBRRAA
Es preciso eliminar el recubrimiento de una parte de la región cercana a los extremos de
las fibras.
Según el método de empalme mecánico utilizado, puede ser necesario cortar los
extremos de las fibras.
Cuando el extremo de una fibra se introduce en una virola (o férula), es necesario pulir los
extremos de la fibra y la virola para obtener una superficie común. La reflexión de Fresnel
procedente de los extremos pulidos depende de la calidad del pulido y del material de
adaptación utilizado entre los extremos de las fibras. Para obtener la menor reflexión
posible, tal vez sea preciso pulir los extremos de la virola y de la fibra según un ángulo
con respecto al eje de la fibra. A título de ejemplo puede citarse que las Administraciones
han utilizado ángulos entre 5° y 10°.
En un empalme mecánico, que une fibras cortadas desnudas, es posible cortar los
extremos de la fibra con un ángulo de 5° a 10° para reducir de forma significativa las
reflexiones.
Los extremos de las fibras de una cinta o de un empalme multifibra pueden pulirse y
también se pueden cortar en ángulo para reducir las reflexiones.
187
33..66..44..11..22 AALLIINNEEAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS FFIIBBRRAASS
Para alinear los empalmes mecánicos se utilizan ranuras en «V» solas o en combinación
con una superficie plana inflexible y ranuras en «V» triangulares adaptables. Las ranuras
en «V» pueden ser rectas, curvas o resultantes de la formación del material de empalme
(metal, etc.) a medida que éste se efectúa.
Para los empalmes multifibra se utilizan substratos de ranuras múltiples. Un empalme
puede estar formado por una combinación de varios substratos paralelos sucesivos. El
número de fibras de un solo empalme corresponde al número de fibras de la subunidad
del cable. Los substratos deben tener excelentes características geométricas y ser
estables respecto al medio ambiente y en el tiempo.
Las fibras pueden reunirse en un componente secundario, como es una virola de vidrio,
para lograr la alineación y retención. Las virolas pueden insertarse en un manguito de
alineación que permite la alineación activa de las fibras. Es posible utilizar la inyección y
detección locales (LID, local injection and detection) de la luz a través del empalme para
reducir al mínimo la pérdida de empalme.
Pueden emplearse componentes prealineados para disminuir la pérdida de empalme sin
utilizar técnicas de alineación activa. [13]
33..66..55.. HHEERRRRAAMMIIEENNTTAASS DDEE EEMMPPAALLMMEE
Generalmente, el material que se especifica a continuación puede ser suficiente para
realizar procedimiento que permiten ejecutar el empalme de fibras ópticas
Regla
Solución de limpieza de alcohol
Solución de limpieza de gel de cable
Bastoncillos de algodón, sin residuos
Pañuelos de papel, sin residuos
Cortadora de fibra
Peladora de recubrimiento de la fibra
Peladora del tubo y de la protección de la fibra
Peladora de la cubierta de la fibra (especificar el tamaño de la cubierta) Una navaja
Unas cuchillas diagonales (utilizadas para cortar el cable o las fibras a un tamaño
adecuado)
Tijeras
188
Lija
Pinzas (para manejar los trozos de fibra cortada)
Contenedor con tapa (para almacenar los trozos cortados de fibra)
Guantes (para proteger las manos de las soluciones de limpieza)
Protectores de empalme (para los empalmes por fusión) Empalmes mecánicos o
empalmadora de fusión
Bandeja de empalmes y panel de conexiones o caja OTDR o medidor de potencia y
fuente de luz
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA RREEAALLIIZZAARR UUNN EEMMPPAALLMMEE PPOORR FFUUSSIIÓÓNN EENN FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
1 Determínense las asignaciones exactas de las fibras ópticas a conectar, identificando todas las fibras ópticas. Hay que planear la ruta exacta de las fibras en las cajas de empalmes desde la entrada del cable a la bandeja de empalme.
Asegúrese de que la bandeja de empalme está equipada con los soportes de fibra adecuados: mecánicos, fusión desnuda, retráctil por calor, plegado, etc.
2 Pelar aproximadamente 2 metros de la cubierta exterior del cable (6,6 pies) para exponer los tubos de fibra o las fibras con protección (la longitud exacta variará para los diferentes tipos de cajas de empalme). Utilice el hilo de desgarre para cortar la cubierta a lo largo.
A continuación, pele cuidadosamente el cable y exponga el interior. Si no hay disponible hilo de desgarre, entonces hay que pelar cuidadosamente la cubierta con una herramienta de pelado o una navaja, y asegúrese de que los tubos de fibra óptica o las protecciones no se hayan dañado. Corte el exceso de cubierta.
Limpiar todo el gel del cable de los tubos y protecciones expuestos con la solución de limpieza del gel del cable. Separar los tubos y las protecciones cortando cuidadosamente cualquier hebra o envoltura.
Dejar suficiente longitud del miembro de refuerzo para asegurar adecuadamente el cable a la caja de empalme.
3 Para un cable de tubo holgado, pélese alrededor de un metro de tubo de fibra usando un pelador del tubo protector y exponga las fibras individuales. La longitud de pelado exacta variará de acuerdo con las diferentes técnicas de pelado y bandejas de empalme.
Para un cable de estructura ajustada asegúrese de que las fibras individuales con sus protecciones de 900 micras quedan expuestas y holgadas. Téngase cuidado para no dañar las fibras ópticas.
4 Limpiar cuidadosamente todas las fibras de cualquier gel que pudiera estar presente en el cable, con el limpiador de gel apropiado.
Utilizar guantes para proteger las manos de la solución de limpieza.
189
Figura 3.52. Limpieza con alcohol isopropil 99%.
5 Identificar la fibra que se va a empalmar. Utilizando el pelador de recubrimientos adecuado, se elimina suficiente recubrimiento de manera que queden expuestos alrededor de 5 cm de fibra desnuda
6 Limpiar con cuidado la fibra desnuda frotándola en una dirección con una gasa y alcohol libre de residuos. Se recomienda la utilización de guantes para proteger las manos de la solución de limpieza.
Tras limpiar, no toque con los dedos la fibra desnuda; evítese que la fibra toque cualquier superficie
7 Preparar la herramienta de cortar y ajuste la longitud de corte que se requiera para la técnica de empalme (Para el efecto, es aconsejable mirar las instrucciones de empalme del fabricante).
Figura 3.53. Remoción de la cubierta de la fibra
8 Utilizar la herramienta de corte y seccionar la fibra para obtener una superficie perpendicular. Todas las fibras que se vayan a empalmar deben ser cortadas con una herramienta de corte.
Utilizando las pinzas, deposite inmediatamente el trozo cortado de fibra en un contenedor con tapa diseñado para este propósito. ( se debe proteger los ojos con gafas de seguridad durante el proceso de corte).
9 Adicionalmente, hay que pelar, limpiar y cortar la otra fibra óptica que se vaya a empalmar.
10 Para el empalme por fusión, sitúese un protector de empalme, si se utiliza, en una de las fibras que se vayan a empalmar. Sitúese ambas fibras en la empalmadora de fusión y siga las instrucciones de empalme de la misma. Un buen empalme será fuerte mecánicamente y tendrá unas pérdidas de unión menores que 0,1 dB como indica la empalmadora de fusión (el valor del empalme dependerá de las especificaciones de diseño de ingeniería). Proteja el empalme.
190
Figura 3.54. Ajuste de la empalmadora de fusión
11 Tras completar el empalme, colóquelo con cuidado en la bandeja de empalmes y dé vueltas a la fibra alrededor de sus guías. Asegúrese de que no se compromete el mínimo radio de curvatura de la fibra y mantenga todos los dobleces tan suaves y largos como sea posible.
12 En este punto se puede realizar una prueba del empalme con el OTDR (o con el medidor de potencia) mientras el equipo de empalme está todavía en el lugar.
Realizar nuevamente el empalme si fuera necesario.
13 Después de que hayan sido empalmadas todas las fibras asegure cuidadosamente los tubos de fibra, o los manojos protegidos, a la bandeja de empalme. Enrolle la longitud extra de las fibras individuales alrededor de las guías de la bandeja de empalmes como se muestra en la figura siguiente
Figura 3.55. Proceso de empalme de fibras ópticas
191
14 Cerrar la bandeja de empalme y colocarla dentro de la caja de empalme. Asegúrese en todo momento de que no se compromete el radio de curvatura mínimo de la fibra.
15 Examinar el empalme con un OTDR (o un medidor de potencia) en ambas direcciones.
16 Cierre y monte la caja de empalme si todos los empalmes cumplen las especificaciones de ingeniería.
Los empalmes mecánicos constituyen una alternativa, que aunque de mayores pérdidas,
es rápido y poco costoso.
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA RREEAALLIIZZAARR UUNN EEMMPPAALLMMEE MMEECCÁÁNNIICCOO DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
1 Existe un gran cantidad de empalmes mecánicos que están disponibles en el mercado con sus respectivas herramientas y procedimientos de instalación, por lo que es necesario familiarizarse con las instrucciones de los fabricantes. La mayoría de los productos siguen los mismos procedimientos los cuales se describen a continuación.
Figura 3.56. Ejemplos de empalmadoras mecánicas
2 La mayoría de los fabricantes ofrecen herramientas especiales las cuales pueden o no ser necesitas. La herramienta de la figura 3.57 Permite realizar la operación de empalme mecánico de una manera exitosa.
Figura 3.57. Herramienta empalmadora mecánica
3 Asegúrese de que la empalmadora este en la posición de abierto de manera que las fibras puedan ser insertadas en ella.
192
Figura 3.58. Carga de la empalmadora mecánica.
4 Limpiar los componentes que hallan en la fibra con una tela humedecida en alcohol isopropil al 99% puro.
5 Remover la cubierta del hilo de fibra óptica de acuerdo con la longitud que sugiera el fabricante, y que generalmente viene predeterminada en cada herramienta; esta longitud oscila entre 2 y 5 cm.
Figura 3.59. Remoción de la cubierta de la fibra
6 Limpiar la fibra cuidadosamente con una tela remojada en alcohol isopropil 995 puro. Así se removerá cualquier suciedad. Esto es importante por que las fibras se alinean en la empalmadora de acuerdo a la dimensión de la fibra desnuda.
Figura 3.60. Limpieza con alcohol isopropil 99%.
7 Inserte la fibra en la ranura predeterminada de la empalmadora. Para el efecto se pueden emplear herramientas diseñadas especialmente para esto. Es importante mantener los materiales y el entorno de trabajo muy limpios.
Se deben tener en cuenta las recomendaciones relativas a las longitudes dadas por el fabricante, pues esto asegura que los extremos de la fibra se unan adecuadamente en la empalmadora.
193
Figura 3.61. Inserción de la fibra
8 Desechar las fibras sobrantes en un recipiente destinado para esto.
9 En ocasiones es aconsejable asegurar la fibra.
10 Repetir los pasos 4 al 9 para la otra fibra que se desea empalmar.
11 Verificar que las dos fibras están adecuadamente alineadas.
12 Es importante asegurarse del perfecto alineamiento en el centro de la empalmadora. Varios fabricantes tienen procedimientos para verificar esto, mediante herramientas que viene en los kits.
13 Cierre la empalmadora. Esto se puede hacer mediante la rotación de unas llaves o quizás oprimiendo una tapa dependiendo del producto que se esta utilizando.
Figura 3.62. Cierre de la empalmadora mecánica
14 Si se esta empleando herramienta especial, primeramente se le retira la fibra para montarla posteriormente en la empalmadora.
15 Asegure el empalme mecánico en la bandeja portaempalmes de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Revisar que el empalme está bien asegurado y que se respetan los radios de curvatura de la fibra.
16 Repetir los pasos 3 al 15 hasta que todas las fibras hallan sido empalmadas.
17 Debe emplearse un medidor (como en OTDR) para chequear las pérdidas. La TIA/EIA estipulan pérdidas aceptables hasta de 0.3 dB por empalme.
18 Si las pérdidas superan los 0.3 dB por empalme es aconsejable realizar nuevamente el proceso. Los problemas más comunes que ocurren son:
194
Las terminales de las fibras no están alineadas y pueden corregirse simplemente posicionando las fibras.
Las fibras en las bandejas pueden estar muy apretadas lo cual se corrige disminuyendo la presión en la bandeja de empalmes.
La inserción en la empalmadora no es la adecuada, con lo que se deben corregir los pasos 3 al 15.
19 Cerrar la empalmadora y guardarla.
33..66..55..11..11 PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN DDEELL EEMMPPAALLMMEE
Por lo general, el alojamiento integral del empalme proporciona protección mecánica. Los
materiales de adaptación de índice utilizados en el empalme pueden proporcionar
igualmente protección contra los daños producidos por la humedad.
Mecánico Mecánico con pegamentos Fusión
Cilindros de Acero
FibraCierre de
presión
Ranura Muelle
(Springroowe)
Peganento
Elemento de
alineacion
Ranura enV
Descarga
eléctrica
Camisa
Empalme con camisa
Empalme por manguito
Flama
Láser
Figura 3.63. Elaboración y protección del empalme de F.O
El conjunto de ilustraciones contenidas en la figura 3.63 muestra las distintas
configuraciones de materiales que permiten elaborar el empalme de fibra óptica, con su
respectiva protección mecánica.
195
33..77.. CCOONNEECCTTOORREESS DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
Este es un tipo de unión no fija, cuya característica es la repetitividad de operaciones de
desconexión.
A este dispositivo que permite este tipo de unión se le llama conector óptico. Debido a las
diferencias entre las fibras monomodo y multimodo para cada una podemos diferenciar
un tipo especifico de conector y estos son:
33..77..11.. CCOONNEECCTTOORREESS FFIIBBRRAASS MMUULLTTIIMMOODDOO
Dependiendo de la forma de alinear las fibras a conectar, existen dos sistemas básicos de
conectores:
Conectores de alineamiento de fibra desnuda.
Conectores de alineación por virola.
33..77..11..11 CCOONNEECCTTOORREESS FF IIBBRRAA DDEESSNNUU DDAA
Existen dos tipos de conectores para fibra desnuda de índice gradual con diámetro de 50
m. Ambos se basan en utilizar un miembro de alineación común a las dos fibras a unir.
El primer tipo de conector, llamado de haz expandido o de lente compuesta utiliza los
extremos de las fibras cortados y sin recubrimiento; ambos extremos se alinean en una
lente compuesta, formada por un elemento central bicónico moldeado en plástico, en cuyo
interior hay dos cavidades cóncavas llenas de un fluido óptico. Un pequeño rebasamiento
permite que el extremo de la fibra se introduzca en la cavidad de la lente. La alineación
transversal de las fibras se consigue mediante el moldeado de precisión de ese elemento
bicónico.
La ventaja de este tipo de conector está en que prácticamente desaparecen las pérdidas
por separación longitudinal y transversal de los extremos; así, un desplazamiento axial de
70 m produciría una atenuación de 1 dB en condiciones normales, y tan sólo de 0,05 dB
en un conector de este tipo.
La parte crítica del conector es la falta de alineación angular de los haces expandidos, lo
que se puede evitar moldeando en el mismo proceso las dos lentes. Habitualmente
presentan pérdidas hasta de 1 dB, siendo las nominales de 0,6 dB.
196
Figura 3.64. Conector de haz expandido
El segundo procedimiento de conexión para fibra desnuda multimodo es el llamado de
doble codo, en el que se usa el revestimiento de la fibra como elemento alineador. La guía
de la fibra la constituye en este caso un conjunto de cuatro varillas cilíndricas de vidrio
unidas por sus generatrices y doblemente acodadas.
El conector consta de dos mitades que se enroscarán entre sí; en una de ellas se alberga
el canal sobredimensionado constituido por las cuatro varillas dentro del cual queda sujeta
permanentemente una de las fibras, aproximadamente en el punto medio de dicho canal.
La otra fibra se coloca en la segunda mitad del conector sujeta a un manguito retráctil; la
elasticidad del muelle del manguito es la que asegura el contacto cuando se enroscan las
dos mitades.
Las pérdidas de estos conectores son inferiores a 1 dB.
Figura 3.65. Conformación del conector de haz expandido
33..77..11..22 CCOONNEECCTTOORREESS DDEE AALL IINNEEAACCIIÓÓNN PPOORR VV II RROOLLAA
En este segundo tipo de conectores para FMM se interpone una virola entre la fibra y el
mecanismo de alineación. La virola consiste en un cilindro hueco, también llamado ferrule
(férula), de gran precisión, en cuyo extremo hay un rubí con una perforación concéntrica
del diámetro de la fibra desnuda; una vez insertada la fibra en él, de modo que sobresalga
ligeramente, se cierran los dos extremos con resina epoxy y se pulimenta el extremo
saliente de la fibra.
Con este sistema de fijación de la fibra se fabrican algunos tipos de conectores, entre los
que se pueden citar el conector bicónico y el de bolas.
197
En el conector bicónico se alojan las dos virolas o extremos insertables en un manguito
central moldeado en forma bicónica por su interior. Las virolas disponen de collarines de
retención que se roscan al elemento central; en el interior de los collarines unos muelles
aseguran la introducción de las férulas en el elemento cónico y el consiguiente contacto
de los extremos de las fibras.
Figura 3.66. Conformación del conector de alineación por Virola
Las pérdidas más bajas con este conector han sido 0.1 dB.
Otro tipo de conector con virola es el conector de bolas. En este caso se colocan dos
virolas entelladas en el extremo por el que aparece la fibra. En la entalladura circular se
insertan tres esferas que definen un espacio intersticial por el que emerge la fibra.
Enfrentando ambas ferrules giradas 60° una con respecto a la otra se consigue el
acoplamiento del conector; la exactitud de este acoplamiento dependerá de la del tallado
de las bolas. Las pérdidas se sitúan entre 0,5 y 1 dB.
Basándose en el mismo principio del conector de bolas se han construido posteriormente
los llamados conector de virola fundida y el conector capilar cerámico. Las pérdidas
medias obtenidas con ellos alcanzan los 0,4 dB.
También existen para conexiones múltiples, repitiendo el mismo mecanismo de alineación
de las fibras individuales comentado anteriormente. Para los cables de cinta se utilizan
dos pastillas de silicona, provistas ambas de ranuras en V para alinear las fibras que
están unidas a las pastillas. [6]
198
33..88.. CCOONNEECCTTOORREESS TTEERRMMIINNAALLEESS PPAARRAA FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
En la actualidad hay un buen número de conectores terminales de fibra óptica disponibles.
Debido a que el equipamiento óptico no está estandarizado con un tipo particular de
conector, es importante requerir del fabricante el tipo de conector adecuado.
Los conectores terminales para fibras monomodo tienen tolerancias de alineación
inferiores en un orden de magnitud a los empleados con FMM, de modo que los
desplazamientos laterales no deben ser superiores a 1 ó 2 m si se desea tener pérdidas
inferiores a 1 dB. Son usuales los conectores capilares cerámicos, los de bolas y los de
manguito moldeado.
No obstante, el de mejor resultado es el de esfera de centrado, con el que se consiguen
pérdidas inferiores a 0,5 dB y típicamente de 0,3 dB, con estabilidad mejor que 0,1 dB
después de 500 operaciones de conexión y desconexión.
Los tallos de fibra se alojan en anillos de cierre que roscan sobre un racord central; en el
centro de éste, una esfera agujereada diametralmente para permitir el paso de los
extremos de fibra centrará el conjunto. En uno de los anillos de cierre hay tres tornillos
micrométricos a 120° que permiten desplazar lateralmente la fibra de un extremo; en el
otro anillo de cierre hay un agujero de iluminación por el que se inyecta un haz de luz, al
tiempo que con un microscopio acoplado en el extremo de este anillo se observa el núcleo
de la fibra, que deberá centrarse sobre la retícula por medio de los tres tornillos.
199
Figura 3.67. Partes que conforman un conector ST y SC de Fibra óptica
El conector terminal se compone de un casquillo o férula, un cuerpo, una cápsula o
corona y un manguito descargador de tensión.
El casquillo es la porción central del conector que de hecho contiene la fibra óptica. Puede
estar fabricado en cerámica, acero o plástico. Para la mayoría de los conectores, el
casquillo cerámico ofrece las menores pérdidas por inserción y la mejor repetitividad. La
cápsula y el cuerpo pueden ser o de acero o de plástico. Para hacer una conexión, la
cápsula se puede atornillar, cerrar girando o ajustar con un muelle. El manguito
descargador de tensión libera de tensiones a la fibra óptica.
La siguiente lista describe los tipos de conectores más habituales que se utilizan para
terminar una fibra óptica: [14]
200
TTaabbllaa 33..66:: CCOONNEECCTTOORREESS TTEERRMMIINNAALLEESS UUSSUUAALLEESS PPAARRAA LLAASS TTEERRMMIINNAACCIIOONNEESS DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
TIPO CARACTERÍSTICAS
ST Un buen conector, popular para conexiones de fibra monomodo y multimodo, con unas pérdidas en promedio que rondan los 0,5 dB. Tiene una conexión con cierre en giro que no pierde en ambientes con vibraciones.
FC Un buen conector, popular para fibra monomodo. También conocido como FC-PC. Tiene bajas pérdidas, con un promedio aproximado de 0,4 dB. Es común en la industria de CATV.
Bicónico Es un conector al viejo estilo. Se utilizó para fibras multimodo, aunque ahora está anticuado. Tiene una repetitividad pobre, es susceptible a las vibraciones y tiene altas pérdidas (sobre 1 dB).
SMA Es un conector antiguo, pero que todavía se usa en algunos equipos. Tiene altas pérdidas, aproximadamente 0,9 dB. En el mercado se disponen dos tipos de conectores SMA: el SMA 905 y el SMA 906.
D4 Este tipo de conector se usa principalmente para fibras monomodo.
SC Es un nuevo conector modular, de alta densidad. Tiene bajas pérdidas (por debajo de 0,5 dB) y es bastante común en instalaciones monomodo.
FDDI Este conector es el conector estándar de fibra óptica para redes FDDI. Es del tipo dúplex con llave, conectando dos fibras a la vez.
Fibra desnuda
Este conector se utiliza para conectar una fibra inacabada. Se utiliza cuando se desea una conexión temporal para probar fibras desnudas. Puede requerir un líquido adaptador de índice para conseguir una conexión de bajas pérdidas.
NOTA: En la tabla, un «PC» después de la letra del conector, como en FCPC, significa que los conectores hacen contacto físico en la conexión. Esto proporciona una conexión de bajas pérdidas. Existen también conectores que tienen sus superficies especialmente tratadas para minimizar la luz reflejada. A menudo tienen la
designación super, como en Super FCPC: Se utilizan para aplicaciones de fibra monomodo con fuentes láser donde la potencia óptica reflejada puede causar problemas.
TTaabbllaa 33..77:: DDIIFFEERREENNTTEESS TTIIPPOOSS DDEE CCOONNEECCTTOORREESS YY SSUUSS AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS
Comunicación de datos
Para fibras multimodo
Telecomunicación
Para fibras monomodo
SMA FC/PC
ST ST
SC SC
FDI D4
ESCON BICONICOS
201
TTaabbllaa 33..88:: EESSQQUUEEMMAASS DDEE CCOONNEECCTTOORREESS TTEERRMMIINNAALLEESS PPAARRAA FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
TTIIPPOO DDEE
CCOONNEECCTTOORR FFIIGGUURRAA
TTIIPPOO DDEE
CCOONNEECCTTOORR FFIIGGUURRAA
SFR
BICÓNICO
SMA
ST
SMA 906
SC
D4
ESCON
NTT FC
FDDI
33..88..11.. CCOORRDDOONNEESS DDEE CCOONNEEXXIIÓÓNN YY LLAATTIIGGUUIILLLLOOSS
Los cordones de conexión de fibra óptica son análogos a los cables de conexión eléctrica.
Un cable de conexión de fibra óptica es una fibra óptica de pequeña longitud con una
protección ajustada y gruesa, cubierta o chaqueta protectora y conectores en ambos
extremos.
Figura 3.68. PigTail de Fibra Óptica
En cualquier caso de conexión, se presenta discontinuidad entre las superficies
enfrentadas, lo que contribuye a aumentar las pérdidas. Se añaden a veces líquidos
adaptadores de índice de refracción para minimizar este efecto.
202
La cubierta es de color naranja para fibras ópticas multimodo y de color amarillo para
fibras monomodo. Se compra ensamblado en fábrica, bien en longitudes estándar o bien
en longitudes a medida. Los cordones de conexión han tenido tradicionalmente muchos
usos, principalmente para conectar el equipamiento óptico instalado con el panel de
conexión de fibra óptica. Su flexibilidad permite que se puedan usar en localizaciones
ajustadas, dentro de cabinas y armarios llenos de equipamiento. El radio de curvatura de
un cordón de conexión es pequeño, generalmente entre 2,5 y 5 cm (de una a dos
pulgadas). También se puede utilizar en un panel de conexión para conexiones cruzadas
de fibras, o para conectar el equipamiento de prueba a los enlaces de fibra óptica.
Los cordones de conexión deberían depositarse en bandejas de cable dedicadas al efecto
y no dejarlos colgando donde puedan ser dañados inadvertidamente. Los cordones de
conexión se deben amarrar suavemente con abrazaderas para asegurarlos de una
manera ordenada. Las longitudes en exceso de los cordones de conexión se pueden
almacenar en bandeja apropiadas, o atar en círculos suaves con un radio superior al radio
de curvatura mínimo de los cordones de conexión.
Si partimos por la mitad un cordón de conexión, cada mitad se convierte en un latiguillo.
Un latiguillo de fibra óptica se usa para terminar una fibra óptica con un conector. El
latiguillo se empalma a la fibra óptica (empalme mecánico o por fusión) para proporcionar
una terminación de calidad con un conector de fábrica.
Se deberían seleccionar los cordones de conexión para que se adaptaran al diámetro del
núcleo del cable de fibra óptica instalado (diámetro de campo modal para fibra
monomodo) y a los tipos de conectores del equipamiento. Si el cable de fibra óptica
instalado usa una fibra 62,5/125 micras con conectores FC, el cordón de conexión
seleccionado debería tener el mismo diámetro del núcleo que los conectores FC.
33..88..22.. TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN DDEE UUNNAA FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
Existen dos técnicas diferentes para adecuar los terminales de una fibra óptica. Ambas
son comunes en toda la industria. La técnica del conector instalable in situ es el
proceso de terminar directamente una fibra óptica con un conector. Son conectores
especialmente diseñados que se instalan directamente en la fibra del cable. La técnica del
pigtail o latiguillo utiliza para terminar la fibra, un latiguillo de fibra óptica ensamblado en
fábrica.
Existen también otras técnicas de terminación, las cuales se explican a continuación:
203
33..88..22..11 TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN SS IINN CCAAJJAA
La terminación de un cable de fibra óptica sin una caja es el tipo de terminación más
simple y menos costoso. Se utiliza principalmente para la terminación de cables de
estructura ajustada en interiores con un bajo número de fibras (normalmente menor que
seis). Este tipo de cable es ligero y flexible y se puede extender directamente hasta el
equipamiento óptico terminal. Cada fibra del cable se termina directamente con un
conector instalable en campo como se observa en la figura 3.69
Figura 3.69. Terminación sin caja
El extremo del cable de fibra óptica se prepara pelando aproximadamente un metro (3
pies) de la cubierta o protección del cable y de otras capas protectoras, para exponer las
fibras individuales con protección. Se puede hacer deslizar un manguito en cada fibra con
protección para proporcionar soporte y protección adicionales. Entonces se terminan las
fibras usando la técnica de conector instalable en campo. Finalmente se añade al extremo
del cable un manguito protector de bifurcación para descargar de tensión a las fibras.
Se puede utilizar la técnica de terminación del cable para cables de estructura holgada de
bajo número de fibras. Sin embargo, deberían usarse los kits apropiados de terminación
en abanico (disponibles por la mayoría de los proveedores de fibra). Las fibras del cable
de estructura holgada están desnudas, con poco soporte y se pueden dañar o romper
fácilmente. El kit en abanico incluye manguitos que se pueden poner a las fibras
individuales para proporcionar protección y soporte. También incluye una unidad de
bifurcación que proporciona una terminación adecuada del cable y del tubo holgado. Para
la terminación del tubo holgado, y cuando sea posible, deberá utilizarse la bandeja y caja
de empalmes, especialmente para los pesados cables de exteriores.
204
33..88..22..22 TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN EENN UU NNAA CCAAJJAA DDEE EEMMPPAALLMMEESS
La terminación en una caja de empalmes permite la terminación de los cables de
estructura holgada o ajustada usando la técnica de terminación con latiguillo como se ve
en la figura 3.70.
Figura 3.70. Terminación en caja de empalmes
Se puede usar para cables de interiores o exteriores con un número elevado de fibras.
Los latiguillos hechos en fábrica tienen cubiertas protectoras que permiten a los latiguillos
recorrer las cabinas o armarios (racks) y conectarse al equipamiento óptico. La
terminación en una caja de empalmes supone una técnica de terminación efectiva del
cable, que utiliza menos componentes que la terminación en panel de conexiones (no se
requieren cordones de conexión) y elimina pérdidas por conexión. Sin embargo, no es tan
versátil como la terminación en un panel de conexiones.
33..88..22..33 TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN EENN PPAANNEELL DDEE CCOONNEEXX IIOONNEESS
La terminación del cable en un panel de conexiones es la configuración más versátil.
Proporciona una conexión e identificación rápida y fácil de la fibra y permite la conexión
con un cordón de conexión o la conexión cruzada entre el equipo y otros cables de fibras.
El cable de fibra óptica se puede terminar usando la técnica del latiguillo o la del conector
instalable en campo como de ve en la figura 3.71.
205
Figura 3.71. Terminación en panel de conexiones.
La figura 3.72 muestra la configuración del conector instalable en campo. Las fibras
ópticas del cable se terminan in situ y luego se conectan a los adaptadores del frontal del
panel de conexiones. No se requieren empalmes. Esta técnica funciona mejor con una
fibra multimodo de protección ajustada.
La instalación precisa en campo de conectores para una fibra monomodo puede no ser
factible. Se puede utilizar también un cable de estructura holgada en esta configuración;
sin embargo, deberían protegerse las fibras desnudas con manguitos de fibra deslizantes
y deberían disponerse en abanico en una bandeja de empalmes.
33..88..22..44 CCOONNEECCTTOORR IINNSSTTAALLAABBLLEE IINN SS II TTUU ((EENN CCAAMMPPOO ))
La técnica del ccoonneeccttoorr iinnssttaallaabbllee eenn ccaammppoo permite la terminación directa de las fibras
ópticas utilizando conectores especialmente diseñados para este propósito. El
procedimiento de instalación implica el fijado del conector a la fibra óptica del cable con
epoxi y luego el pulido del extremo del conector para proporcionar una conexión de bajas
pérdidas. El producto final es un cable con conectores directamente instalados en cada
fibra. La ventaja de esta técnica es que no se requieren empalmes para la terminación. Se
206
elimina el costo del empalme y de la bandeja de empalmes. Los conectores son también
más baratos que los latiguillos, pero su instalación lleva mucho tiempo, incrementando por
tanto el costo del trabajo.
La desventaja de esta técnica es que lleva mucho tiempo y que no es popular para la
terminación de fibras monomodo. Se requiere el curado del pegamento del conector y un
meticuloso pulido de la fibra. Para fibras multimodo, la calidad resultante de la conexión
es generalmente buena. La calidad de la conexión depende considerablemente de la
técnica utilizada por el instalador. Debido al tamaño tan pequeño del núcleo de las fibras
monomodo (10 micras) es difícil lograr in situ un buen pulido del extremo de la fibra. En su
lugar se usan frecuentemente latiguillos preparados en fábrica. [8]
33..88..22..44..11 JJUUEEGGOO DDEE HHEERRRRAAMMIIEENNTTAASS PPAARRAA UUNN CCOONNEECCTTOORR IINNSSTTAALLAABBLLEE EENN CCAAMMPPOO
Regla
Solución de limpieza de alcohol
Solución de limpieza de gel de cable
Bastoncillos de algodón, sin residuos
Pañuelos de papel, sin residuos
Herramienta de rayado de la fibra
Peladora del recubrimiento de la fibra
Peladora del tubo y de la protección de la fibra
Peladora de la protección primaria o cubierta de la fibra (especificar el tamaño de
dicha protección)
Una navaja
Epoxi
Película de pulido (lija muy suave)
Plantilla de pulido
Mesa de pulido
Calentador (puede no necesitarse)
Herramienta de plegado (puede no necesitarse)
207
Microscopio
Conectores adecuados de fibra óptica
OTDR o medidor de potencia y fuente de luz
Mesa larga y sillas
Figura 3.72.Terminación del cable en panel de conexiones.
Las técnicas de instalación de los fabricantes pueden variar con cada tipo de conector. El
instalador debería percatarse de los procedimientos específicos de los fabricantes para la
instalación de los conectores. Lo que sigue describe un procedimiento general de
instalación para un conector instalable en campo
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA RREEAALLIIZZAARR UUNN CCOONNEECCTTOORR IINNSSTTAALLAABBLLEE EENN CCAAMMPPOO
1 Determínese las asignaciones exactas de las fibras ópticas a conectar Identifique todas las fibras ópticas, planeando la ruta exacta de la fibras a los equipos o al panel de conexión. Asegúrese de que se utiliza el tipo adecuado de conectores.
Figura 3.73. Conectores frecuentes para Fibra óptica
2 Pelar aproximadamente 2 metros de la cubierta exterior del cable para exponer los tubos de fibra o las fibras con protección (la longitud exacta variará para los diferentes tipos de
208
cajas de empalme). Utilice el hilo de desgarre para cortar la cubierta a lo largo.
A continuación, pele cuidadosamente el cable y exponga el interior. Si no hay disponible hilo de desgarre, entonces hay que pelar cuidadosamente la cubierta con una herramienta de pelado o una navaja, y asegúrese de que los tubos de fibra óptica o las protecciones no se hayan dañado. Corte el exceso de cubierta.
Limpiar todo el gel del cable de los tubos y protecciones expuestos con la solución de limpieza del gel del cable. Separar los tubos y las protecciones cortando cuidadosamente cualquier hebra o envoltura.
Dejar suficiente longitud del miembro de refuerzo para asegurar adecuadamente el cable a la caja de empalme (si se requiere)..
Figura 3.74. Remoción de la cubierta protectora de la F.O
3 Deslizar como sea requerido, el collar de ajuste en la fibra con protección y/o el tubo termorretráctil.
4 Pelar aproximadamente 4 cm de protección de la fibra, como aconseje el fabricante, con una herramienta de pelado de protección de 900 micras.
Figura 3.75. Recorte inicial de 4cm
5 Pelar aproximadamente 2 cm del recubrimiento de la fibra como aconseje el fabricante, con una herramienta de pelado del recubrimiento.
6 Limpiar la fibra expuesta con la solución de limpieza de la fibra.
209
Figura 3.76. Limpieza de la fibra con alcohol isopropil 99%
7 Añadir el epoxi a la fibra expuesta como indique el fabricante.
Figura 3.77. Aplicación de pegante epoxi en el extremo de la fibra
8 Deslizar el conector en la fibra y empujarlo contra la protección.
Figura 3.78. Colocación del conector a la fibra
9 Deslizar la férrula de fijación en la parte de atrás del conector y ajustarla presionando.
Figura 3.79. Ajuste de la férrula de fijación
10 Colocar una pequeña gota de epoxi sobre el extremo frontal del conector alrededor de la fibra expuesta.
11 Dejar que cure el epoxi como recomiende el fabricante.
12 Después de que se haya secado el epoxi utilice la herramienta de rayado y marque la
210
fibra en el extremo del conector. (¡Precaución!: lleve gafas de seguridad durante el rayado de la fibra).
Figura 3.80. Marcación de la fibra con bisturí especial
13 Rompa el extremo de la fibra del conector tirando de la fibra hacia afuera en línea recta.
Figura 3.81. Remoción de excesos de la fibra
14 Enrosque el conector en la plantilla de pulido.
Figura 3.82. Preparación de las plantillas de pulido
15 Utilizando la película de pulido adecuada, situarla sobre una mesa plana y lisa. A continuación, pulir con una ligera presión el conector utilizando un movimiento de barrido de figura en 8. Esta técnica puede que sea necesario realizarla utilizando dos grados diferentes de película de pulido, fina y gruesa. Verifíquese con el fabricante.
211
Figura 3.83. Técnica de pulido
16 Tras seis o siete pasadas, examine el extremo de la fibra bajo un microscopio; deberá estar libre de ralladuras o pegamento. Si existen ralladuras continúe puliendo.
17 Situar el tubo termoretractil cobre la parte posterior del conector y de la férrula y a continuación encójalo calentándolo, según recomiende el fabricante
Figura 3.84. Horno de curado
18 Limpiar las caras terminales con alcohol isopropil 99%. En ocasiones es adecuado terminar la limpieza con aire libre de freon.
19 Examine las pérdidas del conector con un elemento de medición
33..88..22..55 TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN CCOONN PP IIGGTTAAII LL OO LLAATTIIGGUU IILLLLOO
La técnica de tteerrmmiinnaacciióónn ccoonn llaattiigguuiilllloo implica el empalme de un latiguillo ensamblado en
fábrica con una fibra óptica. Esto asegura una instalación de calidad del conector, con
bajas pérdidas de potencia y bajas pérdidas de retorno en la conexión. Debido al
empalme requerido, las pérdidas por empalme deberían ser computadas en el
dimensionado del enlace. Se utilizan frecuentemente una bandeja de empalmes y una
caja de empalmes para alojar el empalme y el conector Los conectores hechos en fábrica
proporcionan las pérdidas ópticas más bajas posibles, la mayor seguridad y las menores
pérdidas por retomo tanto para fibras monomodo como multimodo. El latiguillo puede
tener cualquier longitud, permitiendo la mejor disposición de la fibra óptica en los armarios
212
del equipamiento. Éste es el camino más fácil para terminar un cable de fibra óptica y
puede ahorrarnos mucho tiempo en terminaciones de cables con un gran número de
fibras.
Las desventajas de este método son el alto costo de un latiguillo si se compara con un
conector instalable en campo, la necesidad de hacer un empalme en la fibra y el
requerimiento de usar una bandeja de empalmes y un panel de conexión o una caja de
empalmes.
33..88..22..66 KK IITT DDEE HHEERRRRAAMMIIEENNTTAASS DDEE TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN CCOONN LLAATTIIGGUU IILLLLOO
Kit de herramientas de empalme.
Latiguillos de fibra óptica
OTDR o medidor de potencia y generador de luz
Bandeja de empalmes
Mesa larga y sillas
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO DDEE TTEERRMMIINNAACCIIÓÓNN CCOONN LLAATTIIGGUUIILLLLOO
1 Determine las asignaciones exactas de las fibras ópticas a conectar. Identifique todas las fibras ópticas. Planee la ruta exacta de las fibras a los equipos. Determine como se colocara la fibra en la bandeja de empalmes, caja o panel de conexiones. Asegúrese de que se utiliza el tipo adecuado de conectores
2 Prepare el extremo del cable para el empalme: Exponga, para empalmar, la fibra individual. Limpie, pele y corte la fibra como se describió en el proceso de empalme.
3 Prepare el latiguillo para el empalme. Limpie, pele y corte cada latiguillo de fibra
4 Empalme el latiguillo al cable de fibra.
5 Monte los empalmes en la bandeja de empalmes y examínelos con un medidor
6 Instale la bandeja de empalmes en la caja de empalmes o panel de conexiones.
213
Figura 3.85. Instalación de la bandeja de empalmes
33..88..33.. CCAAJJAASS DDEE EEMMPPAALLMMEESS PPAARRAA FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
Las cajas de empalmes se utilizan para proteger del entorno tanto el cable de fibra óptica
pelado como los empalmes. Hay cajas para montajes interiores y exteriores. La de tipo
exterior debería ser a prueba de intemperie y con un sellado impermeable. La figura 3.83
muestra una caja de empalme típica montada en pared.
El cable de fibra óptica se mantiene sujeto mediante abrazaderas y el miembro de
refuerzo se amarra fuertemente al soporte de la caja. Los miembros de refuerzo metálicos
se llevan a tierra.
214
Figura 3.86. Caja de empalmes montada en pared
La envoltura de la fibra se detiene en las abrazaderas de la caja de empalmes. Los tubos
de fibra óptica, las fibras individuales con protección gruesa o los latiguillos se fijan por
medio de las palomillas y continúan hasta las bandejas de empalme. Las fibras ópticas
individuales no deberían estar expuestas. Hoy en día los empalmes están contenidos en
bandejas de empalme.
33..88..44.. BBAANNDDEEJJAASS DDEE EEMMPPAALLMMEE PPAARRAA FFIIBBRRAA
Las bandejas de empalme (mostrada en la figuras 3.85 y 3.87) se usan para proteger y
mantener los empalmes individuales tanto mecánicos como por fusión. Hay bandejas
disponibles para muchos tipos de empalmes, incluyendo varios empalmes mecánicos con
marca registrada, empalmes por fusión desnudos, empalmes por fusión con funda
termorretráctil, etc. La bandeja de empalme debería adaptarse al tipo de empalme
realizado. Por ejemplo, una bandeja de empalme diseñada para alojar un empalme
mecánico no debería albergar un empalme por fusión desnudo.
215
Figura 3.87. Caja de empalmes
Las bandejas del empalme pueden ser sensibles a la longitud de onda óptica.
Una bandeja de empalme diseñada para 810 nm puede causar una atenuación adicional
a una longitud de onda de 1.550 nm. Por esta razón siempre debe especificarse la
longitud de onda óptica de operación a la hora de comprar las bandejas.
Las bandejas de empalme normalmente dan cabida hasta 12 empalmes y un gran número
de ellos se usan juntos para empalmar un cable largo de fibra. Todas las fibras de la
bandeja terminan en el tubo de protección del cable. Si es necesario desviar algunas
fibras a una bandeja diferente deberían usarse divisores de tubo adecuados. No deberían
exponerse las fibras sin protección fuera de la bandeja de empalmes. Cuando se monte el
empalme en la bandeja se deberá trabajar con cuidado. El radio de curvatura de las fibras
individuales se debería mantener tan grande como fuera posible (mayor que el mínimo
radio de curvatura del cable).
33..88..55.. PPÁÁNNEELLEESS DDEE CCOONNEEXXIIÓÓNN PPAARRAA FFIIBBRRAA
Un panel de conexión de fibra óptica como el mostrado en la figura. 3.88 termina el cable
de fibra óptica y permite que el cable sea conectado al equipamiento mediante cordones
de conexión de fibra óptica. Suministra un punto de acceso al equipamiento y a la planta
de cable de fibra. Las fibras individuales pueden interconectarse, probarse o
intercambiarse rápidamente entre el equipamiento óptico. Los paneles de conexión
permiten también un etiquetado fácil de las fibras y proporcionan un punto de
demarcación del enlace.
216
Figura 3.88. Panel de conexiones
El panel de conexión se diseña con dos compartimentos: uno contiene los receptáculos
de cabecera o adaptadores y el segundo se usa para la bandeja de empalmes y el
almacenamiento del exceso de fibra. Las bandejas de administración de los cordones de
conexión son opcionales para algunos paneles de conexión y hacen posible el
almacenamiento ordenado de longitudes excesivas de cordones de conexión.
Los paneles de conexión se encuentran disponibles en versión de montaje en pared o
montaje en rack y se sitúan frecuentemente cerca del equipo terminal (dentro del alcance
del cordón de conexión).
Si se montan en un rack se debería considerar la localización vertical. Se debería dejar el
suficiente espacio por encima y por debajo del panel para que los cables de fibra óptica
entren en la caja. Puede que el montaje del equipamiento en este área no sea posible
debido a los cables. A la hora de terminar el cable en los paneles de conexión, debería
tenerse siempre en cuenta el mínimo radio de curvatura del cable.
El panel de cabecera o frontal del panel de conexión contiene el adaptador (también
conocido como receptáculo). El adaptador permite al conector del cable aparearse con el
conector apropiado del cordón de conexión. Proporciona una conexión de bajas pérdidas
ópticas después de muchas conexiones como se ve en la figura 3.89.
217
Figura 3.89. Frontal y adaptador del panel de conexión
El cable de fibra óptica en un panel de conexión se puede acabar mediante las técnicas
de terminación de fibra con latiguillos o con conectores instalables in situ como se explicó
previamente. Recuérdese que esta última generalmente es más rápida de completar. [8]
218
44.. RREEDDEESS DDEE CCOOMMUUNNIICCAACCIIÓÓNN
Una Red es un conjunto de computadoras o elementos independientes (servidores)
capaces de comunicarse electrónicamente.
La primera capa dentro de cualquier modelo de red está formada por el medio físico de
transmisión y sus interfaces ópticas o eléctricas. Independientemente de cual sea el
conjunto de protocolos a utilizar es imprescindible que haya compatibilidad entre los
equipos. Por ejemplo, al solicitar a la compañía telefónica una línea dedicada deberemos
indicar el tipo de interfaz que tienen nuestros equipos e intentar que la línea dedicada se
nos suministre con ese mismo tipo de interfaz; si esto no es posible tendremos que
proveernos de los conversores apropiados; en algunas ocasiones la conversión se hace
con un cable únicamente, en otras mediante un adaptador pasivo (no alimentado), y en
otras será preciso un equipo con alimentación eléctrica; la casuística en este campo es
tan variada que no podemos entrar en detalles concretos a este respecto, pues nos
llevaría mucho tiempo. En el caso de una LAN suele haber también diferentes tipos de
medios de transmisión, de conectores e interfaces; conviene estar familiarizado con los
que vayamos a utilizar para adoptar en cada caso la solución más adecuada.
La comunicación mediante computadores es una tecnología que facilita el acceso a la
información científica y técnica a partir de recursos informáticos y de telecomunicaciones.
Por eso, decimos que una red es, fundamentalmente, una forma de trabajo en común, en
la que son esenciales tanto la colaboración de cada miembro en tareas concretas, como
un buen nivel de comunicación que permita que la información circule con fluidez y que
pueda llevarse a cabo el intercambio de experiencias.
44..11.. OOBBJJEETTIIVVOO DDEE UUNNAA RREEDD
Como se ha mencionado anteriormente, en la actualidad se llama rreedd a un conjunto de
computadoras interconectadas entre sí. La INTERNET, por ejemplo, es una red de redes.
Toda la tecnología actual de internetworking se basa en la interconexión de redes
rápidas. Las redes rápidas son las redes locales o redes de área local (en inglés LAN).
219
Dentro de las LANs, hay varios tipos. Las más comunes son "Ethernet", "TokenRing",
"ATM" y "FDDI"
Cuando los diseñadores desarrollaron las primeras redes de área local, se establecieron
las metas que mejor describen las características de un entorno de red LAN. El consenso
fue que una LAN debería cumplir las siguientes propiedades para proporcionar un
intercambio eficiente de información entre los sistemas de computadores de una
organización.
Una red debe estar en capacidad de transmitir a altas velocidades.
La red debe servir la organización entera por medio de muchas clases de elementos
(A menos que la organización use redes de acceso público (Como las líneas
telefónicas), lo que requiere aprobaciones regularais.
Debe ser fácil de reconfigurar, para adaptarse fácilmente a las necesidades de
cambios en la comunicaciones dentro de la empresa.
La red debe ser altamente confiable.
La red debe mantener una alta disponibilidad.
La red debe proporcionar servicios.
La red debe permitir el anexo de todos los elementos que requieran ingresar a la red.
44..11..11.. CCOONNCCEEPPTTOO DDEE ÁÁRREEAA DDEE TTRRAABBAAJJOO
La instalación de nuevos sistemas de cableado ha sido motivada fundamentalmente por la
implantación en las empresas de nuevos sistemas de telecomunicaciones, en concreto de
Redes LAN. En un principio, el coaxial fue el tipo de cable más empleado en las Redes
LAN, tanto en banda ancha como en banda base, debido fundamentalmente a su
especificación para las redes Ethernet y TokenRing. Este cableado era específico para la
red local, por lo que en la mayoría de las empresas coexistían al menos dos tipos de
cables: Uno de pares para la telefonía y el nuevo de la red local.
En un número alto de empresas la situación era aún peor al existir, con anterioridad a la
Red de Área Local, un sistema informático basado en terminales que había requerido sus
propios cables. Tampoco era extraño empresas que tenían distintos tipos de terminales
cada uno con cables distintos. En esta situación, cada traslado de un puesto de trabajo
requería el tendido de nuevos cables y conectores.
220
El concepto de Área de Trabajo está asociado al concepto de punto de conexión.
Comprende la inmediaciones físicas de trabajo habitual (mesa, silla, zona de movilidad,
etc.) del o de los usuarios. El punto que marca su comienzo en lo que se refiere a
cableado es la roseta, toma o punto de conexión.
En el ámbito de área de trabajo se encuentran diversos equipos activos del usuario, tales
como teléfonos, computadores, impresoras, fax, terminales, etc. La naturaleza de los
equipos activos existentes condicionan el tipo de los conectores existentes en las rosetas,
mientras que el número de los mismos determinan si el toma es simple (1 conector), doble
(2 conectores), triple (3 conectores), etc.
El cableado entre el toma y los equipos activos es dependiente de las particularidades de
cada equipo activo, por lo que debe ser contemplado en el momento de la instalación de
éstos.
Los Baluns acoplan las impedancias características de los cables utilizados por los
equipos activos al tipo de cables empleado por el cableado horizontal de la red, en el caso
que no sean ambos el mismo. Ejemplo de baluns son los adaptadores de cables coaxial
(no balanceado) o twinaxial (no balanceado) a par trenzado (balanceado) y viceversa.
Figura 4.1 Concepto de Área de trabajo en una red LAN
En el caso que coexistan telefonía e informática, un dimensionado de tres tomas por
punto de conexión constituyen un criterio satisfactorio. Uno de los tomas deberá estar
soportado por pares trenzados UTP de 4 pares y los otros dos por cualquiera de los
medios de transmisión.
44..11..22.. OORRIIGGEENN DDEE LLAASS RREEDDEESS DDEE CCOOMMPPUUTTAADDOORREESS
Los orígenes de las redes de computadoras se remontan a los primeros sistemas de
tiempo compartido, al principio de los años sesenta, cuando una computadora era un
recurso caro y escaso.
221
La idea que encierra el tiempo compartido es simple. Puesto que muchas tareas requieren
solo una pequeña fracción de la capacidad de una gran computadora, se sacará mayor
rendimiento de esta, si presta servicios a más de un usuario al mismo tiempo. Del tiempo
compartido a las redes hay solo un pequeño escalón.
Una vez demostrado que un grupo de usuarios más o menos reducido podía compartir
una misma computadora, era natural preguntarse si muchas personas muy distantes
podrían compartir los recursos disponibles (discos, terminales, impresoras, e incluso
programas especializados y bases de datos) en sus respectivas computadoras de tiempo
compartido.
Posteriormente de estos servicios saldrían redes de datos públicos como Tymnet y Telnet.
Las redes de las grandes corporaciones (Xerox, General Motors, IBM, Digital Equipment
Corporation, AT&T y Burroughs), y las redes de investigación (SERCNET y NPL, inglesas
de 19661968; HMINET de Berlín 1974; CYCLADES, Francia 1972), las redes
comerciales, los sistemas de conferencia y las comunidades virtuales (especialmente
USENET y FIDONET).
A medida que las redes de computadoras fueron captando más adeptos, compañías tales
como XEROX e IBM comenzaron a desarrollar su propia tecnología en redes de
computadoras, comenzando por lo general, con redes de área local. Las redes de amplio
alcance entonces, pasaron a ser usadas no solo para la comunicación entre
computadoras conectadas directamente sino también para comunicar las redes de área
local.
Con el establecimiento de ARPANET, en U.S.A.-1968, comenzó a entreverse el impacto
social de la telemática. La tecnología de ARPANET fue utilizada para construir en 1976, la
red comercial TELNET. En Europa, las compañías de teléfono, que controlan las redes
públicas de transmisión de datos en cada país, adoptaron el protocolo X25.
En 1987 la red ARPANET (Dependiente del departamento de Defensa de Estados Unidos)
utilizada al principio, exclusivamente para la investigación y desbordada por el interés
demostrado por sus usuarios por el correo electrónico, necesitó transmitir datos que
usaban gran espectro de banda (sonidos, imágenes y videos) y sufrió tal congestión que
tuvo que declarar obsoletas sus redes de transmisión de 56.000 baudios por segundo
(5.000 palabras por minuto). Posteriormente se convirtió en la espina dorsal de las
222
telecomunicaciones en U.S.A. bajo su forma actual de INTERNET, una vez que quedó
demostrada la viabilidad de redes de paquetes conmutados de alta velocidad.
Los servicios comerciales que concentraron una cantidad de bases de datos como
DIALOG, empezaron alrededor de 1972. Los sistemas de conferencia computarizada
comenzaron en 1976 y posteriormente encontraron viabilidad comercial en servicios
centralizados como Delphi así como en sistemas algo más distribuidos como
Compuserve.
Mientras tanto, se fue desarrollando otra tecnología, basada en conexiones por líneas
telefónicas en lugar de conexiones dedicadas. Dos de los primeros productos de esta
tecnología fueron ACSNET y UUCP, que sobreviven en una forma modificada. Las redes
a través de líneas telefónicas produjeron el más distribuido de los sistemas de
conferencia: USENET. También BITNET puso a disposición de la comunidad académica
la tecnología en redes de computadoras de IBM y lo difundió aún entre computadoras de
otras marcas.
Los servicios prestados por las redes de computadores se han difundido ampliamente y
alcanzan ya a la mayoría de las naciones. A medida que su diversidad continua en
aumento, la mayoría de las redes académicas, se conectan entre sí, por lo menos con el
propósito de intercambiar correo electrónico.
44..11..33.. AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEE LLAASS RREEDDEESS DDEE CCOOMMPPUUTTAADDOORREESS
Lo primero que se puede preguntar un usuario cuando se plantea la posibilidad de
instalación o utilización de una red local, es saber cómo va a mejorar su trabajo en el
ordenador al utilizar dicho entorno. La respuesta va a ser diferente según el tipo de trabajo
que desempeñe. En resumen, una red local proporciona la facilidad de compartir recursos
entre sus usuarios. Esto es:
Supone compartir archivos.
Supone compartir impresoras.
Se pueden utilizar aplicaciones específicas de red.
Se pueden aprovechar las prestaciones cliente/servidor.
Se puede acceder a sistemas de comunicación global.
En uso de las redes de área local (LANs) se ha experimentado un crecimiento en los
últimos años gracias a el desarrollo de tecnologías como: Ethernet y los computadoras
personales (PC's), gracias a esto hoy pueden correr en una red LAN muchas
223
aplicaciones. Pero algunas aplicaciones como multimedia, groupware o imaging pueden
provocar que las redes se vuelvan más lentas, cuando se trata de redes que utilizan
10Mbps de ancho de banda compartido como es el caso de Ethernet. Factores como este
son los que llevan a la búsqueda de nuevas soluciones que permitan incrementar las
velocidades y un mejor manejo de los anchos de banda aplicando nuevas técnicas para el
manejo del trafico de datos en las redes LANs. Ya que tanto las nuevas aplicaciones
como la demanda de conexión de nuevas estaciones de trabajo a la red pueden
fácilmente colapsar las redes de área local. La velocidad en la red y su disponibilidad son
requerimientos críticos; es por esta causa que se busca mejorar el performance de la red.
Las nuevas arquitecturas de las redes y los PC´s avanzados con alto rendimiento pueden
no satisfacerse por las limitaciones de las arquitecturas de 10Mbps, ya que sus
aplicaciones requieren un gran ancho de banda para mover sus grandes cantidades de
datos a través de la red. de manera rápida. Hoy en día la cantidad de empresas que
cuentan dentro de su organización con redes LANs bajo tecnología Ethernet 10BASET
son numerosas y su principal deseo es aumentar el ancho de banda de sus redes a costo
más bajo posible, sin la necesidad de realizar grandes cambios en la estructura de red
que poseen. En el mercado existe varias soluciones pero solo se haremos referencia sólo
a dos de ellas; estas son Fast Ethernet y Redes LAN suicheada. Fast Ethernet también es
llamada 100BASET que es una mejora de Ethernet original (10BASET), quien emplea el
mismo método de acceso al medio o protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access/Collision Detection) e incrementa la velocidad en un factor de 10 (100Mbps). La
otra solución que se mencionará son los Switched LANs, los cuales emplean
principalmente conexiones dedicadas para aplicaciones criticas con transmisiones en
forma fullduplex (FDX) principalmente pero que pueden trabajar también en forma
halfduplex (HDX); estos equipos son principalmente concentradores de computación,
que pueden dividir las redes en segmentos donde el trafico es distribuido en diferentes
áreas, empleado soluciones de redes con anchos de banda compartidos y segmentos con
enlaces dedicados tipo fullduplex.
44..11..33..11 CCOOMMPPAARRTTIIRR AARRCCHHIIVVOOSS
La posibilidad de compartir archivos es la prestación principal de las redes locales. La
aplicación básica consiste en utilizar ficheros de otros usuarios, sin necesidad de utilizar el
disquete.
224
La ventaja fundamental es la de poder disponer de directorios en la red a los que tengan
acceso un grupo de usuarios, y en los que se puede guardar la información que
compartan dichos grupos.
EEjjeemmpplloo:: Se crea una carpeta para el departamento de contabilidad, otra para el
departamento comercial y otra para el departamento de diseño, facilita que estos usuarios
tengan acceso a la información que les interesa de forma instantánea. Si a esto se
añaden aplicaciones concretas, entonces el trabajo en grupo mejora bastante con la
instalación de la intranet. Esto se aprecia en las aplicaciones de bases de datos
preparadas para el trabajo en redes locales (la mayoría de las actuales), lo que permite
que varios usuarios puedan acceder de forma simultánea a los registros de la base de
datos, y que las actualizaciones que realice un operador queden inmediatamente
disponibles para el resto de los usuarios.
44..11..33..22 IIMMPPRREESS IIÓÓNN EENN RREEDD
Las redes locales permiten que sus usuarios puedan acceder a impresoras de calidad y
alto precio sin que suponga un desembolso prohibitivo. Por ejemplo, si se tiene una
oficina en la que trabajan siete personas, y sus respectivos ordenadores no están
conectados mediante una red local, o se compra una impresora para cada usuario (en
total siete), o que cada usuario grabe en un disquete su documento a imprimir y lo lleve
donde se encuentra la impresora. Si hay instalada una red local, lo que se puede hacer es
comprar una o dos impresoras de calidad, instalarlas y que los usuarios las compartan a
través de la red.
Cuando se comparte una impresora en la red, se suele conectar a un ordenador que
actúa como servidor de impresión, y que perfectamente puede ser el equipo de un
usuario. También existen impresoras que disponen de una tarjeta de red que permite la
conexión directa en cualquier punto de la red sin necesidad de situarse cerca de un
servidor.
Algo complementario a la impresión en red es la posibilidad de compartir dispositivos de
fax. Si un ordenador tiene configurado un módem para utilizarlo como fax, puede permitir
que el resto de los usuarios de la red lo utilicen para enviar sus propios documentos.
225
44..11..33..33 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEE RREEDD
Existe un gran número de aplicaciones que aprovechan las redes locales para que el
trabajo sea más provechoso. El tipo de aplicaciones más importante son los programas de
correo electrónico. Un programa de correo electrónico permite el intercambio de mensajes
entre los usuarios. Los mensajes pueden consistir en texto, sonido, imágenes, etc. y llevar
asociados cualquier tipo de ficheros binarios. En cierto modo el correo electrónico llega a
sustituir a ciertas reuniones y además permite el análisis más detallado del material que el
resto de usuarios nos remitan.
44..11..33..33..11 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS CCLLIIEENNTTEE//SSEERRVVIIDDOORR
Es un concepto muy importante en las redes locales para aplicaciones que manejan
grandes volúmenes de información. Son programas que dividen su trabajo en dos partes,
una parte cliente que se realiza en el ordenador del usuario y otra parte servidor que se
realiza en un servidor con dos fines :
Aliviar la carga de trabajo del ordenador cliente.
Reducir el tráfico de la red.
EEjjeemmpplloo:: Si se dispone de un ordenador que actúa como servidor de base de datos, con
un enfoque tradicional, el servidor solamente lo es de ficheros. Si en algún momento el
usuario quiere hacer una selección de personas mayores de 30 años por ejemplo, se
deben leer todos los registros de la base de datos para comprobar cuáles cumplían la
condición. Esto supone un elevado tráfico en la red. Con las aplicaciones cliente/servidor
una consulta sobre una base de datos se envía al servidor, quien realiza la selección de
registros y envía solo los campos que le interesan al usuario. Se reduce así
considerablemente el tráfico en la red y el ordenador cliente se encuentra con el trabajo
hecho. El sistema en sí resulta bastante más rápido, aunque a cambio requiere que los
servidores tengan mejores prestaciones.
44..11..33..33..22 AACCCCEESSOO AA IINNTTEERRNNEETT
Es una de las prestaciones que con el tiempo está ganando peso específico. Consiste en
la posibilidad de configurar un ordenador con una conexión permanente a servicios en
línea externos, de forma que los usuarios de la Intranet no necesiten utilizar un módem
personal para acceder a ellos. El ejemplo más de moda es el acceso a Internet.
226
Mediante un servidor de comunicaciones se puede mantener una línea permanente de
alta velocidad que enlace la Intranet con Internet. El servidor puede estar equipado con un
módem o una tarjeta de comunicación a RDSI, que activa la conexión cuando algún
usuario de la red lo necesita. Cuando la conexión está activa, cualquier otro usuario
puede compartirla, aunque en este caso las prestaciones de cada usuario serán menores
que si tuvieran una conexión individual.
44..11..44.. SSIISSTTEEMMAA DDIISSTTRRIIBBUUIIDDOO YY RREEDD LLOOCCAALL
No se debe confundir una red local con un sistema distribuido. Aunque parezca que son
conceptos similares difieren en algunas cosas.
Un sistema distribuido es multiusuario y multitarea. Todos los programas que se ejecuten
en un sistema distribuido lo van a hacer sobre la CPU del servidor en lo que en términos
informáticos se denomina "tiempo compartido". Un sistema distribuido comparte la CPU.
Sin embargo, en una intranet, lo que en realidad se denomina servidor, lo es, pero de
ficheros o de bases de datos. Cada usuario tendrá un ordenador autónomo con su propia
CPU dónde se ejecutarán las aplicaciones que correspondan. Además, con la aparición
de la arquitectura cliente/servidor, la CPU del servidor puede ejecutar algún programa que
el usuario solicite.
Una red local puede tener distintas configuraciones que se verán más adelante, pero
básicamente se pueden hablar de dos tipos:
Red con un servidor: existe un servidor central que es el "motor" de la red. El
servidor puede ser activo o pasivo dependiendo del uso que se le dé.
Peer to peer: Una red de igual a igual. Todos los puestos de la red pueden hacer la
función de servidor y de cliente.
En la actualidad existen diversas modalidades y configuraciones en las conexiones a
distancia entre equipos informáticos. En primer lugar podemos clasificarlas según sea la
utilización por parte de los usuarios de forma exclusiva o compartida, tal como se
especifica en el primer capítulo de este documento.
RReeddeess DDeeddiiccaaddaass. Son aquellas que por motivos de seguridad, velocidad o ausencia de
otro tipo de red, conectan dos o más puntos de forma exclusiva. Pueden estructurarse en
redes punto a punto o en redes multipunto.
227
RReeddeess CCoommppaarrttiiddaass. Son aquellas a las que se unen un gran número de usuarios
compartiendo todas las necesidades de transmisión e incluso con transmisiones de otras
naturalezas. Las redes más usuales son las de conmutación de paquetes y las de
conmutación de circuitos.
Otra modalidad de comparición de líneas dedicadas se realiza mediante concentradores y
multiplexores, tal como se presenta a continuación.
modem
terminal
terminal
Computador
centralPocesador de
comunicaciones
Multiplexor
modemmodem
modem
Multiplexor
terminal
terminal
Concentrador
Figura 4.2. Uso de Hubs y Multiplexores en redes multipunto
Las redes de computadoras pueden clasificarse según los servicios que satisfacen a los
usuarios y se clasifican en:
44..11..44..11 RREEDDEESS PPAARRAA SSEERRVVIICCIIOOSS BBÁÁSSIICCOOSS DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN ((SSBBTT))
Se caracterizan por dar servicio sin alterar la información que transmiten. Son de este tipo
las redes dedicadas, la red telefónica y las redes de conmutación de circuitos.
44..11..44..22 RREEDDEESS PPAARRAA SSEERRVVIICCIIOOSS DDEE VVAALLOORR AAÑÑAADDIIDDOO ((SSVVAA))
Son aquellas que además de realizar la transmisión de la información, actúan sobre ella
de algún modo. Pertenecen a este tipo las redes que gestionan la mensajería, la
transferencia electrónica de fondos, el acceso a las grandes bases de datos, el videotex,
el teletex, etc.
En una intranet, interesa tener un servidor web, que será la parte más importante de la
red.
Dependiendo de su arquitectura y de los procedimientos empleados para transferir la
información las redes de comunicación se clasifican en :
228
Redes conmutadas
Redes de difusión
44..11..44..33 RREEDDEESS CCOONNMMUU TTAADDAASS
Consisten en un conjunto de nodos interconectados entre sí, a través de medios de
transmisión (cables), formando la mayoría de las veces una topología mallada, donde la
información se transfiere encaminándola del nodo de origen al nodo destino mediante
conmutación entre nodos intermedios. Una transmisión de este tipo tiene 3 fases :
Establecimiento de la conexión.
Transferencia de la información.
Liberación de la conexión.
Se entiende por conmutación en un nodo, a la conexión física o lógica, de un camino de
entrada al nodo con un camino de salida del nodo, con el fin de transferir la información
que llegue por el primer camino al segundo. Un ejemplo de redes conmutadas son las
redes de área extensa.
Las redes conmutadas se dividen en :
44..11..44..33..11 CCOONNMMUUTTAACCIIÓÓNN DDEE PPAAQQUUEETTEESS
Se trata del procedimiento mediante el cual, cuando un nodo quiere enviar información a
otro, la divide en paquetes. Cada paquete es enviado por el medio con información de
cabecera. En cada nodo intermedio por el que pasa el paquete se detiene el tiempo
necesario para procesarlo. Otras características importantes de su funcionamiento son :
En cada nodo intermedio se apunta una relación de la forma : "todo paquete con
origen en el nodo A y destino en el nodo B tiene que salir por la salida 5 de mi nodo".
Los paquetes se numeran para poder saber si se ha perdido alguno en el camino.
Todos los paquetes de una misma transmisión viajan por el mismo camino.
Pueden utilizar parte del camino establecido más de una comunicación de forma
simultánea.
44..11..44..33..22 CCOONNMMUUTTAACCIIÓÓNN DDEE CCIIRRCCUUIITTOOSS
Es el procedimiento por el que dos nodos se conectan, permitiendo la utilización de forma
exclusiva del circuito físico durante la transmisión. En cada nodo intermedio de la red se
229
cierra un circuito físico entre un cable de entrada y una salida de la red. La red telefónica
es un ejemplo de conmutación de circuitos.
44..11..44..44 RREEDDEESS DDEE DD II FFUU SS IIÓÓNN
En este tipo de redes no existen nodos intermedios de conmutación; todos los nodos
comparten un medio de transmisión común, por el que la información transmitida por un
nodo es conocida por todos los demás. Ejemplo de redes de difusión son :
Comunicación por radio.
Comunicación por satélite.
Comunicación en una red local.
Las redes de computadoras también pueden clasificarse según que el servicio dado se
realice en el entorno de la empresa o que permita la transferencia de información entre
varias empresas (proveedores, clientes, asociados, etc.). [15]
230
44..22.. RREEDDEESS DDEE ÁÁRREEAA LLOOCCAALL ((LLAANN LLOOCCAALL AARREEAA NNEETTWWOORRKK))
Las redes de área local son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio de
hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Es un sistema de comunicación entre
computadoras, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser
pequeña. Se usan ampliamente para conectar computadoras personales y estaciones de
trabajo en oficinas de compañías y fábricas con objeto de compartir los recursos
(impresoras, etc.) e intercambiar información. Las LAN se distinguen de otro tipo de redes
por las siguientes tres características:
Tamaño
Tecnología de transmisión.
Topología.
Las LAN están restringidas en tamaño, las computadoras se distribuyen dentro de la LAN
para obtener mayor velocidad en las comunicaciones dentro de un edificio o un conjunto
de edificios, lo cual significa que el tiempo de transmisión del peor caso está limitado y se
conoce de antemano. Conocer este límite hace posible usar ciertos tipos de diseños que
de otra manera no serían prácticos y también simplifica la administración de la red.
Las LAN a menudo usan una tecnología de transmisión que consiste en un cable sencillo
al cual están conectadas todas las máquinas. Las LAN tradicionales operan a velocidades
de 10 a 100 Mbps, tiene bajo retardo (décimas de microsegundos) y experimenta muy
pocos errores. Las LAN nuevas pueden operar a velocidades cercanas a los cientos de
megabits/seg, o en el caso del Gigabit Ethernet, se alcanzan hasta 1000Mbps
Estrella (Star)
Canal (Bus)
Anillo (Ring)
Una red LAN se compone básicamente de 3 elementos:
El hardware que se conecta para conformar la red LAN.
El software de aplicación (programas ) a los cuales se acceden a través de la red LAN,
así como el sistema operativo empleado para el control del funcionamiento de los
elementos, trafico y conexiones a la red.
El personal que instala, crea archivos y maneja el software y el hardware de la red.
Cada uno de estos elementos se pueden definir en un número de componentes. Cada
231
componente representa una parte de la totalidad del sistema y por tanto la red LAN
funciona adecuadamente si cada parte opera de acuerdo con las especificaciones.
Una red mal diseñada, un componente mal instalado o mal escogido da como resultado
una operación inadecuada. El diseño de la red se hace cada vez más crítico en la medida
de que las LAN’s realizan operaciones cada vez más sofisticadas como son la
transmisión de datos a más alta velocidad, y la disponibilidad para un alto número de
servicios.
44..22..11.. HHAARRDDWWAARREE DDEE UUNNAA RREEDD LLAANN
Una red LAN consiste de un sistema compuesto por una serie de bloques los cuales
pueden agregarse y configurarse de acuerdo con las necesidades.
Una red LAN está dispuesta en una gran variedad de configuraciones y se pueden
conectar desde dos hasta miles de elementos. Dichos elementos se pueden agregar de
acuerdo al papel que juega el entorno de la red LAN.
Los componentes de hardware que se encuentran en una red LAN típica son:
44..22..11..11 CCAANNAALL DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN
El canal es el medio que conecta varios elementos de la red. Incluye el cable de
comunicaciones así como los respectivos conectores.
Para las LAN los medios de transmisión más comunes son el cable de par trenzado, el
cable coaxial y la fibra óptica.
Debe hacerse distinción entre el medio de transmisión usado localmente y el que se usa
para el acceso remoto a la red LAN. El canal local de transmisión se limita
frecuentemente a un solo edificio o a edificios cercanos mientras que el canal para acceso
remoto a una red LAN por lo general hace parte de la red pública de comunicación.
44..22..11..22 TTAARRJJEETTAASS DDEE IINNTTEERRFFAAZZ DDEE RREEDD
Las ttaarrjjeettaass ddee iinntteerrffaazz ddee rreedd (NICs - Network Interface Cards) son adaptadores
instalados en un dispositivo, conectándolo de esta forma en red. Es el pilar en el que
sustenta toda red local, y el único elemento imprescindible para enlazar dos ordenadores
a buena velocidad (excepción hecha del cable y el software). Existen tarjetas para
distintos tipos de redes.
Una NIC opera a nivel físico del modelo OSI. Las normas que rigen las tarjetas
232
determinan sus características y su circuitería gestiona muchas de las funciones de la
comunicación en red como:
EEssppeecciiffiiccaacciioonneess mmeeccáánniiccaass:: Tipos de conectores para el cable, por ejemplo.
EEssppeecciiffiiccaacciioonneess eellééccttrriiccaass:: definen los métodos de transmisión de la información y las
señales de control para dicha transferencia.
MMééttooddoo ddee aacccceessoo aall mmeeddiioo:: es el tipo de algoritmo que se utiliza para acceder al cable
que sostiene la red. Estos métodos están definidos por las normas 802.x del IEEE.
La circuitería de la tarjeta de red determina, antes del comienzo de la transmisión de los
datos, elementos como velocidad de transmisión, tamaño del paquete, time-out, tamaño
de los buffers. Una vez que estos elementos se han establecido, empieza la verdadera
transmisión, realizándose una conversión de datos a transmitir a dos niveles :
En primer lugar se pasa de paralelo a serie para transmitirlos como flujo de bits.
Seguidamente se codifican y a veces se comprimen para un mejor rendimiento en la
transmisión.
Figura 4.3. Tarjeta NIC. Obsérvese la capacidad para conectar RJ45, AUI y BNC
La dirección física es un concepto asociado a la tarjeta de red: Cada nodo de una red
tiene una dirección asignada que depende de los protocolos de comunicaciones que esté
utilizando. La dirección física habitualmente viene definida de fábrica, por lo que no se
puede modificar. Sobre esta dirección física se definen otras direcciones, como puede ser
la dirección IP para redes que estén funcionando con TCP/IP.
Cada LAN requiere de una tarjeta de interfaz de red para comunicarse a través de toda la
red.
La tarjeta de interfaz de red se conecta en un puerto exclusivo y disponible del elemento a
233
ser conectado.
El medio de transmisión es entonces conectado a un punto de la tarjeta.
44..22..11..33 SSEERRVVIIDDOORREESS
Un servidor puede ser un PC ordinario o una unidad de alto rendimiento diseñada para
ser un servidor.
Es posible que en una misma red LAN existan diferentes clases de servidores, cada uno
concebido para diferentes clases de servicios.
Las estaciones de red LAN son consideradas como elementos inteligentes y capaces de
procesar información por sí mismos. En un entorno de red LAN el procesamiento se
distribuye en todos los elementos inteligentes (servidores, estaciones, periféricos).
Un servidor de archivos entrega y maneja un área compartida de la red. Un servidor de
archivos dedicado asegura que los archivos compartidos estén disponibles para los
usuarios cuando estos se necesiten.
El sseerrvviiddoorr ddee aarrcchhiivvooss controla el acceso simultáneo a los mismos, controla los derechos
y restricciones de acceso, estructura el directorio que reconoce el nombre de los archivo y
soporta el agrupamiento de los mismos.
Un sseerrvviiddoorr ddee aarrcchhiivvooss hace posible el trabajo independiente de la estación es decir
permite a un usuario trabajar en distintas estaciones en tiempos diferentes (si la estación
falla el usuario necesite trabajar en múltiples locaciones físicas). Igualmente un servidor
de archivos permite realizar el backup de información importante contenida en las
diferentes estaciones de trabajo.
El servidor de impresión emplea una técnica conocida como SPOOL (simultaneous
peripherical operation on line). En esta la combinación de hardware y de software
direccionan los requerimientos destinados a una impresora (que es un elemento
relativamente lento) a un disco duro (elemento mucho más rápido).
Un servidor de impresión alinea los requerimientos de impresión de manera que los
usuarios continúen su trabajo sin tener que esperar que la impresora este disponible. Esto
es importante cuando múltiples usuarios trabajen con una sola impresora y existan
requerimientos de impresión en un mismo instante de tiempo.
234
44..22..11..44 HHUU BBSS OO CCOONNCCEENNTTRRAADDOORREESS
En aplicaciones de instalación tales como el Ethernet, se emplean servidores de red, o
tarjetas electrónicas contenidas en un mismo elemento, al cual se le denomina HHuubb y que
tiene la siguiente apariencia:
Figura 4.4. Hubs para redes Ethernet
Esencialmente el hub representa el equivalente a una pequeña pieza de cable coaxial con
un receptortransmisor dentro del aparato para cada uno de los puertos RJ para par
trenzado. Además, el hub permite entrelazar PC's cuando se tienen redes del tipo
10BaseT (La cual no permite comunicación directa entre 2 PC's).
Figura 4.5. Equivalencia de un hub en una red
Por tanto, se pueden unir varios hubs para formar el equivalente de una repetidora (Un
repetidor es equivalente a un transmisorreceptor de doble vía)
A los HUBs también se les conoce con el nombre de concentradores y son equipos que
nos permiten estructurar el cableado de la red. Su función es distribuir y amplificar las
señales de la red y detectar e informar de las colisiones que se produzcan. En el caso de
que el número de colisiones que se producen en un segmento sea demasiado elevado, el
concentrador lo aislará para que el conflicto no se propague al resto de la red.
235
Figura 4.6. Conexión de Hubs en una red
El concentrador consta de dos clases de puertos: Una clase para los usuarios, y otra
clase, para el control.
En la figura anterior, se observa la conexión de tres hubs en Cascada. Para este tipo de
conexión sólo se utilizan los puertos del usuario. El máximo número de hubs que se
pueden conectar en cascada es de 4.
También existe una conexión llamada de Apilamiento, en la cual se conectan los puertos
de control entre sí, y los de usuario entre sí, de tal suerte que se forma un gran hub de
mayor capacidad de conexión a los usuarios, con un mismo control.
44..22..11..55 EELLEEMMEENNTTOOSS PPAARRAA IINNTTEERRCCOONNEEXXIIÓÓNN DDEE RREEDDEESS
El Modelo de referencia OSI (Explicado en capítulos anteriores) describe la forma como
se enlazan las capas de redes entre sí. Existen 4 elementos o artefactos electrónicos
que permiten realizar interconexión de una Red LAN con otra LAN: Repetidores, Puentes
(Bridges), Enrutadores (Routers) y Puertas de Enlace (Gateways). Cada uno de estos
trabaja en una capa distinta del modelo OSI.
Los componentes activos, como el hub, los enrutadores, las Gateways, los Bridges, no
hacen parte del cableado estructurado. Pues estos son elementos activos que ofrecen
una estructura lógica de la red.
236
Los bridges o puentes analizan información y la repiten, utilizando direcciones MAC de los
dispositivos. El bridge es capaz de soportar dos comunicaciones al mismo tiempo.
44..22..11..55..11 RREEPPEETTIIDDOORREESS
Inicialmente los repetidores se crearon para sobreponerse a las restricciones que
suponen distancias largas del medio de transmisión. Los repetidores sólo se pueden usar
para unir dos redes idénticas. El repetidor consiste en el más simple y antiguo de los
elementos empleados para unir redes LAN entre sí.
La función básica del Repetidor consiste en reproducir el flujo de bits que se detecta en un
extremo para transmitirlo al otro, lo cual permite incrementar la distancia y por tanto, las
señales pueden viajar más lejos. Por tanto, el repetidor funciona en la capa más baja del
modelo OSI (Capa Física)
Canal de Transmisión
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física Repetidor
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física
MENSAJEElemento Fuente Elemento Receptor
Figura 4.7. Función de un Repetidor en el Modelo OSI
44..22..11..55..22 PPUUEENNTTEESS ((BBRRIIDDGGEESS))
Los Puentes se usan para unir dos redes independientes tanto física como
operativamente. Un mensaje en una red cruza el puente cuando se pretenda llevar a otra
red que está unida a dicho puente. El Puente examinará la dirección de destino contenida
en las tramas y verifica si se debe enviar a la red situada al otro lado.
237
Puente Enlace
Puente MAC
Canal de Transmisión
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física Repetidor
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física
MENSAJEElemento Fuente Elemento Receptor
Figura 4.8. Función de un Puente en el Modelo OSI
Existen dos clases de puentes: Los que operan en la subcapa de Control de Acceso al
Medio (MAC) y los que operan en la subcapa de Control Lógico de Enlace (LLC)
44..22..11..55..33 EENNRRUUTTAADDOORREESS ((RROOUUTTEERRSS))
Los enrutadores son elementos más sofisticados que los puentes. Estos examinan el
tráfico de red de forma más detallada que los puentes, y la información añadida por los
enrutadores les permite desarrollar más tareas en ambientes más grandes de redes
interconectadas. A diferencia de los puentes (Que solo direccionan las direcciones a
redes que estén directamente conectadas a él), el enrutador continua rastreando a través
de varias rutas y elige la que mejor cumple los requisitos de la dirección del receptor.
238
Enrutador
Puente Enlace
Puente MAC
Canal de Transmisión
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física Repetidor
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física
MENSAJEElemento Fuente Elemento Receptor
Figura 4.9. Función de un Enrutador en el Modelo OSI
Los enrutadores dependen del protocolo, es decir, enlazan las redes LAN mediante
protocolos de la capa de Red idénticos (Como el TCP/IP). Si se usa más de un protocolo,
entonces es necesario usar enrutadores multiprotocolo. En el Capítulo de Transmisión
de Datos se especifica más apropiadamente en qué consisten estos protocolos de red
44..22..11..55..44 PPUUEERRTTAASS DDEE EENNLLAACCEE ((GGAATTEEWWAAYYSS))
Las Puertas de Enlace proporcionan el máximo grado de capacidad traslacional y operan
en las capas más altas del modelo OSI. Dependiendo de los sistemas que se conecten, la
puerta de enlace operará sobre hasta 4 capas.
239
Puerta de
Enlace
Puerta de
Enlace
Puerta de
Enlace
Puerta de
Enlace
Enrutador
Puente Enlace
Puente MAC
Canal de Transmisión
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física Repetidor
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Control Lógico del
Enlace
Control de Acceso
al Medio
Enlace
Física
MENSAJEElemento Fuente Elemento Receptor
Figura 4.10. Función de las Puertas de Enlace en el Modelo OSI
Las puertas de enlace interconectan las redes basadas en diferentes arquitecturas,
empleando protocolos traslacionales para permitir que un elemento perteneciente a una
red pueda comunicarse con otro de una red distinta. Las puertas de enlace actúan como
conductores por los cuales se comunican los elementos así como traductores entre varios
protocolos.
44..22..22.. TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA DDEE LLAASS RREEDDEESS LLAANN
La topología de una red define únicamente la distribución del cable que interconecta los
diferentes ordenadores, es decir, es el mapa de distribución del cable que forma la
intranet, define cómo se organiza el cable de las estaciones de trabajo. A la hora de
instalar una red, es importante seleccionar la topología más adecuada a las necesidades
existentes. Hay una serie de factores a tener en cuenta a la hora de decidirse por una
topología de red concreta y son :
La distribución de los equipos a interconectar.
El tipo de aplicaciones que se van a ejecutar.
La inversión que se quiere hacer.
El costo que se quiere dedicar al mantenimiento y actualización de la red local.
El tráfico que va a soportar la red local.
La capacidad de expansión.
240
No se debe confundir el término topología con el de arquitectura. La arquitectura de una
red engloba:
La topología.
El método de acceso al cable.
Protocolos de comunicaciones.
Actualmente la topología está directamente relacionada con el método de acceso al cable,
puesto que éste depende casi directamente de la tarjeta de red y ésta depende de la
topología elegida.
Es lo que hasta ahora se ha venido definiendo; la forma en la que el cableado se realiza
en una red. Existen tres topologías físicas puras :
Topología en anillo.
Topología en bus.
Topología en estrella.
Existen mezclas de topologías físicas, dando lugar a redes que están compuestas por
más de una topología física.
Los tres tipos de conexión mencionados son los principales para comunicar una serie de
computadoras de la misma familia. En una red de bus (cable lineal), en cualquier instante
una computadora es la máquina maestra y puede transmitir; se pide a otras máquinas que
se abstengan de enviar mensajes. Es necesario un mecanismo de arbitraje para resolver
conflictos cuando dos o más máquinas quieren transmitir mensajes simultáneamente, este
mecanismo puede ser centralizado o distribuido.
La eetthheerrnneett es una red de transmisión basada en bus con control de operación
descentralizado a 10 ó 100 Mbps. Las computadoras de una Ethernet pueden transmitir
cuando quieran; si dos o más paquetes chocan, cada computadora sólo espera un tiempo
al azar para volver a mandar la información.
Otro tipo de difusión es el anillo ttookkeennrriinngg. En éste, cada bit se propaga por sí mismo sin
esperar al resto del paquete. Típicamente cada bit recorre el anillo entero en el tiempo
que toma transmitir unos pocos bits, a veces antes de que el paquete completo se haya
transmitido. Como en todos los sistemas de difusión, se necesitan reglas para arbitrar el
acceso simultáneo al anillo.
La topología de la red LAN la define el hardware. Se consideran tres topologías básicas:
241
44..22..22..11 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA EENN BBUU SS
En esta topología existe un cable que recorre todas las máquinas sin formar caminos
cerrados ni tener bifurcaciones. Eléctricamente, un bus equivale a un nodo pues los
transceptores de todas las máquinas quedan conectados en paralelo. A los efectos de
mantener la impedancia constante en el cableado de la red, se deben conectar dos
"terminadores" en ambos extremos del cableado de la misma.
Consta de un único cable que se extiende de un ordenador al siguiente de un modo serie.
Los extremos del cable se terminan con una resistencia denominada terminador, que
además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus.
Sus principales ventajas son :
Fácil de instalar y mantener.
No existen elementos centrales del que dependa toda la red, cuyo fallo dejaría
inoperativas a todas las estaciones.
Sus principales inconvenientes son :
Si se rompe el cable en algún punto, la red queda inoperativa por completo.
Cuando se decide instalar una red de este tipo en un edificio con varias plantas, lo que se
hace es instalar una red por planta y después unirlas todas a través de un bus troncal.
242
Figura 4.11. Topología de Red en Bus
44..22..22..22 RREEDD EENN EESSTTRREELLLLAA
Se la llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen todas las
líneas de comunicación. Cada máquina tiene un enlace exclusivo con el hub. Los
sistemas servidorterminales también usan una topología estrella, con el servidor en el
centro, pero se diferencian por la forma de comunicación. En las LANs, el hub es un
dispositivo que, sea activo o pasivo, permite que todas las estaciones reciban la
transmisión de una; en los sistemas con servidor, sólo el servidor recibe. En una red, la
comunicación entre dos estaciones es directa; en un sistema con servidor, una terminal se
comunica con el servidor y el servidor con la otra.
243
Figura 4.12. Topología en Estrella
Sus principales características son :
Todas las estaciones de trabajo están conectadas a un punto central (concentrador),
formando una estrella física.
Habitualmente sobre este tipo de topología se utiliza como método de acceso al medio
poolling, siendo el nodo central el que se encarga de implementarlo.
Cada vez que se quiere establecer comunicación entre dos ordenadores, la
información transferida de uno hacia el otro debe pasar por el punto central.
Existen algunas redes con esta topología que utilizan como punto central una estación
de trabajo que gobierna la red.
La velocidad suele ser alta para comunicaciones entre el nodo central y los nodos
extremos, pero es baja cuando se establece entre nodos extremos.
Este tipo de topología se utiliza cuando el trasiego de información se va a realizar
preferentemente entre el nodo central y el resto de los nodos, y no cuando la
comunicación se hace entre nodos extremos.
Si se rompe un cable sólo se pierde la conexión del nodo que interconectaba.
Es fácil de detectar y de localizar un problema en la red.
44..22..22..22..11 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA EENN EESSTTRREELLLLAA PPAASSIIVVAA
Se trata de una estrella en la que el punto central al que van conectados todos los nodos
es un concentrador (hub) pasivo, es decir, se trata únicamente de un dispositivo con
muchos puertos de entrada.
244
44..22..22..22..22 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA EENN EESSTTRREELLLLAA AACCTTIIVVAA
Se trata de una topología en estrella que utiliza como punto central un hub activo o bien
un ordenador que hace las veces de servidor de red. En este caso, el hub activo se
encarga de repetir y regenerar la señal transferida e incluso puede estar preparado para
realizar estadísticas del rendimiento de la red. Cuando se utiliza un ordenador como nodo
central, es éste el encargado de gestionar la red, y en este caso suele ser además del
servidor de red, el servidor de ficheros.
44..22..22..33 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA EENN AANNII LLLLOO
En este caso, las líneas de comunicación forman un camino cerrado. La información
generalmente recorre el anillo en forma unidireccional, cada máquina recibe la
información de la máquina previa, la analiza, y si no es para ella, la retransmite a la
siguiente.
Figura 4.13. Topología en Anillo
Sus principales características son :
El cable forma un bucle cerrado formando un anillo.
Todos los ordenadores que forman parte de la red se conectan a ese anillo.
Habitualmente las redes en anillo utilizan como método de acceso al medio el modelo
"paso de testigo".
Los principales inconvenientes serían :
245
Si se rompe el cable que forma el anillo se paraliza toda la red.
Es difícil de instalar.
Requiere mantenimiento.
44..22..22..44 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAASS LLÓÓGGIICCAASS
Consiste en la forma de conseguir el funcionamiento de una topología física cableando la
red de una forma más eficiente. Existen topologías lógicas definidas :
Topología anilloestrella: Se implementa un anillo a través de una estrella física.
Topología busestrella: En la cual se implementa una topología en bus a través de
una estrella física.
44..22..22..44..11 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA AANNIILLLLOOEESSTTRREELLLLAA
Uno de los inconvenientes de la topología en anillo era que si el cable se rompía toda la
red quedaba inoperativa; con la topología mixta anilloestrella, éste y otros problemas
quedan resueltos. Las principales características son :
Cuando se instala una configuración en anillo, el anillo se establece de forma lógica
únicamente, ya que de forma física se utiliza una configuración en estrella.
Se utiliza un concentrador, o incluso un servidor de red (uno de los nodos de la red,
aunque esto es el menor número de ocasiones) como dispositivo central, de esta
forma, si se rompe algún cable sólo queda inoperativo el nodo que conectaba, y los
demás pueden seguir funcionando.
El hub utilizado cuando se está utilizando esta topología se denomina MAU (Unidad
de Acceso Multiestación), que consiste en un dispositivo que proporciona el punto de
conexión para múltiples nodos. Contiene un anillo interno que se extiende a un anillo
externo.
A simple vista, la red parece una estrella, aunque internamente funciona como un
anillo.
Cuando la MAU detecta que un nodo se ha desconectado (por haberse roto el cable,
por ejemplo), puentea su entrada y su salida para así cerrar el anillo.
246
Estación
MAU o CAU
Estación
Estación
Estación
Figura 4.14. Topología Lógica de AnilloEstrella
44..22..22..44..22 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA BBUUSSEESSTTRREELLLLAA
Este tipo de topología es en realidad una estrella que funciona como si fuese en bus.
Como punto central tiene un concentrador pasivo (hub) que implementa internamente el
bus, y al que están conectados todos los ordenadores. La única diferencia que existe
entre esta topología mixta y la topología en estrella con hub pasivo es el método de
acceso al medio utilizado.
247
44..33.. RREEDD EETTHHEERRNNEETT
La topología de las redes Ethernet, se basan en la configuración según norma IEEE
802.3, consiste en un bus lineal que utiliza el método de acceso CCSSMMAA//CCDD. En las
realizaciones sobre cable coaxial, las estaciones de trabajo se conectan en serie
conectando los segmentos de cable entre cada estación. Los segmentos forman un único
y extenso sistema de cableado, denominado línea troncal. La versión de cable trenzado
de Ethernet (10base-T) adopta una topología en estrella, en la que el cable trenzado hacia
cada estación es una rama que parte de un concentrador central de cableado.
Las redes Ethernet fueron originalmente concebidas por XEROX, pero desarrollado
conjuntamente como una norma en 1980 por Digital Equipment Corporation, Intel y Xerox.
Esta norma se conoció como DIX Ethernet, haciendo referencia a los nombres de quienes
lo habían desarrollado. La norma 802.3 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y
Electrónicos (IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers) define una red similar,
aunque ligeramente diferente, que utiliza un formato alternativo de trama (una trama
constituye la estructura de codificación de un flujo de bits transmitidos a través de un
enlace). Puesto que la norma 802.3 del IEEE se ha adoptado por la Organización
Internacional de Normalización (ISO, International Organization for Standardization).
Ethernet presenta un rendimiento de 10Mbps, y utiliza un método de acceso sensible a la
señal portadora, mediante el que las estaciones de trabajo comparten un cable de red,
pero sólo una de ellas puede utilizarlo en un momento dado. El método de acceso múltiple
con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD, carrier sense multíple
access with collision detection) se utiliza para arbitrar el acceso al cable.
Por lo general, para redes pequeñas, la longitud del cable no es limitante para su
desempeño; pero si la red crece, tal vez llegue a necesitarse una mayor extensión de la
longitud de cable o exceder la cantidad de nodos especificada. Existen varios dispositivos
que extienden la longitud de la red, donde cada uno tiene un propósito específico. Sin
embargo, muchos dispositivos incorporan las características de otro tipo de dispositivo
para aumentar la flexibilidad y el valor.
En las redes Ethernet se encuentran dispositivos, que se enunciarán a continuación, cuya
función es de igual importancia a la del medio de transmisión en el sistema.
248
HHUUBBSS OO CCOONNCCEENNTTRRAADDOORREESS: Representan un punto central de conexión para nodos de red
que están dispuestos de acuerdo a una topología física de estrella.
RREEPPEETTIIDDOORREESS: Un repetidor es un dispositivo que permite extender la longitud de la red;
amplifica y retransmite la señal de red.
TTRRAANNSSCCEEPPTTOORR: Un transceptor sirve de unión entre las estaciones de trabajo y el cable
Ethernet grueso. También se conocen como Transceivers. Un transceptor dispone de tres
conectores: Dos de ellos son los de entrada y salida de cable grueso, y el tercero se
utiliza para conectar la estación de trabajo al transceptor mediante un cable especial para
transceptor. Los transceptores se conectan a la línea troncal de la red de dos formas
posibles. Un sistema de abrazaderas atraviesa el cable, eliminando la necesidad de
cortarlo y montar los conectores. De forma alternativa, una versión BNC del transceptor
dispone de un conector T al que se conectan los extremos del cable. El corte del cable y
el acoplamiento de los conectores debe realizarse mediante herramientas especiales. Es
utilizado, por ejemplo, en redes 10BASET y 10BASE5.
Los transceptores permiten:
Extender distancias entre requerimientos estándar
Aumentar el rango de componentes y proveedores que se puedan utilizar
Realizar la interfaz directa entre cable de cobre y fibra óptica y viceversa.
Reducir los costos de cableados y asegurar segmentos de fibra disponibles
Duplex/SemiDuplex 100BASEFX
Duplex/SemiDuplex 10BASEFL
10BASET
Figura 4.15. Tranceptores para conexiones Ethernet
Aunque el objetivo fundamental de este trabajo es el medio como tal, es importante
señalar algunos aspectos que hacen parte de este tipo de redes como lo son los formatos
de trama y los códigos.
249
44..33..11.. TTRRAAMMAASS EENN EETTHHEERRNNEETT
Una trama Ethernet representa la estructura de un paquete de datos enviado a través de
una red Ethernet. Describe la posición de las cabeceras, bits de datos y la carga útil de
información del paquete. Comprender los tipos de trama es importante si se desea
conectar un analizador de protocolos a una red para realizar una supervisión del tráfico de
la misma. Es posible descubrir ciertos problemas en una red observando el contenido de
los paquetes y reuniendo estadísticas al respecto.
La siguiente es la estructura de una trama Ethernet:
Secuencia de
Comprobación (CRC)
Relleno
Datos
Protocolo/Longitud
Dirección de Origen
Dirección de Destino
Delimitador de Inicio
de la Trama
Preámbulo7 bytes
1 byte
6 bytes
6 bytes
2 bytes
0 - 1500 bytes
0 - 46 bytes
4 bytes
Figura 4.16. Formato de una trama de red Ethernet
El espaciamiento o hueco entre las tramas debe ser de 12 bytes.
Hueco entre tramas: El hueco entre tramas es un período de tiempo en que no se
transmite nada, de longitud equivalente a 12 bytes (96ns a 10 Mbps) que sirve para
separar las tramas. Este hueco entre tramas es el mecanismo empleado en Ethernet
para detectar cuando termina la trama anterior, ya que el campo longitud puede no
existir y aunque exista no se utilizará en tiempo de captura para averiguar el fin de la
trama. El hueco también permite al receptor tomarse un respiro para realizar diversas
tareas de mantenimiento
Preámbulo. Este campo señala el comienzo de la trama.
250
Delimitador de inicio de trama (SFD, start frame delimiter). Este campo proporciona
un campo adicional que indica el comienzo de la trama Ethernet IEEE 802.3.
Destino y Origen. Estos campos mantienen la dirección original y de destino.
Longitud (LEN) del campo de datos. Este campo indica la longitud de la porción de
datos de la trama.
Control de redundancia cíclica (CRC, cyclical redundancy checksum). Este campo
mantiene un valor calculado por el emisor. El receptor realiza el mismo cálculo para
ver si coincide con el valor del campo CRC. Si no es así, se considera que la trama se
ha corrompido y se retransmite de nuevo.
44..33..22.. CCÓÓDDIIGGOOSS
En Ethernet, como en todas las redes locales, la transmisión se realiza de manera
asíncrona, es decir no hay un reloj maestro que mantenga sincronizados los equipos. Por
este motivo se utiliza un sincronismo embebido en los propios datos mediante el uso de
códigos que incorporan cierto nivel de redundancia.
EEjjeemmpplloo:: A 10Mbps Ethernet emplea el código Manchester, que utiliza dos voltajes (+0,85
y 0,85 voltios en 10BASE5) e identifica el bit 0 como una transición altobajo y el 1 como
una transición bajoalto. Según cual sea la secuencia de bits a transmitir habrá o no otra
transición además entre los bits, que carece de importancia a la hora de interpretar la
información transmitida pero que permite mantener sincronizados los equipos.
TTaabbllaa 44..11:: CCÓÓDDIIGGOOSS UUTTIILLIIZZAADDOOSS EENN AALLGGUUNNAASS DDEE LLAASS TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAASS EETTHHEERRNNEETT
TTiippoo ddee rreedd VVeelloocciiddaadd
((MMbbppss)) EEssqquueemmaa ddee
ccooddiiffiiccaacciióónn NNúúmmeerroo ddee
ppaarreess FFrreeccuueenncciiaa
sseeññaalliizzaacc.. ((MMbbppss)) CCaatteeggoorrííaa mmíínniimmaa ddee
ccaabbllee UUTTPP
10BASET 10 Manchester 1 20 3 100BASET4 100 8B/6T 3 25 3 100BASEFX 100 4B/5B 1 125 5
Además de las topologías expuestas anteriormente, se encuentran otras como la
1Base5 (cable coaxial, conector tipo N), 100BASET2 (cable UTP categoría 3, conector
RJ45), 10BROAD36, etc.
La topología 10BROAD36 se diferencia de las demás en que la transmisión se realiza en
banda ancha, es decir que trabaja con frecuencias moduladas. Esta red necesita el uso
de módem de radio frecuencia para modular señales con el método NRZ en una
frecuencia específica y demodular a otra distinta. Además usa cable coaxial de 75 ohm y
251
conectores tipo F. Se puede utilizar cable sencillo o dual. Si se utiliza cable sencillo, éste
debe terminar con un traductor de frecuencias.
El uso de broadband tiene algunas ventajas sobre baseband. Entre otras, la habilidad de
soportar transmisiones múltiples en bandas independientes de frecuencia
simultáneamente, y su habilidad de soportar una topología de árbol llevando a cabo
múltiples transmisiones simultáneas. Incluso se pueden establecer varias redes
independientes, llevando voz, datos y video sobre un cable común.
La red se puede expandir a 3600 metros, haciéndola ideal para conectar edificios
intercampus. También se pueden utilizar instalaciones de CATV ya existentes. Esta red
se ha visto limitada por el surgimiento de otras tecnologías como el 10BASET y el
abaratamiento de la fibra óptica.
Todas las adaptaciones de la norma 802.3 del IEEE presentan una velocidad de
transmisión de 10Mbits/seg., con la excepción de 10BASE5, que permite la transmisión a
1Mbps. Pueden conectarse hasta 8.000 estaciones de trabajo en una única red de área
local (LAN, Local Area Network). Debido a que 10BASE5, 10Base2 y 10BASET son las
topologías más populares, aunque en la siguiente lista se relacionan todas las topologías.
Téngase en cuenta que el primer número del nombre se refiere a la velocidad en Mbps., y
el último a los metros que admite un segmento (multiplicados por 100). BBaassee hace
referencia a banda base y BBrrooaadd a banda ancha.
44..33..22..11 EETTHHEERRNNEETT 1100BBAASSEE55
También conocida como TTHHIICCKK EETTHHEERRNNEETT (Ethernet grueso), es la Ethernet original.
Fue desarrollada originalmente a finales de los 70 pero no se estandarizó oficialmente
hasta 1983.
Utiliza una topología en BUS, con un cable coaxial que conecta todos los nodos entre sí.
En cada extremo del cable tiene que llevar un terminador. Cada nodo se conecta al cable
con un dispositivo llamado transceptor.
252
Figura 4.17. Ethernet 10BASE5
El cable coaxial usado es relativamente grueso (10mm) y rígido. Sin embargo es muy
resistente a interferencias externas y tiene pocas pérdidas. Se le conoce con el nombre
de RG8 ó RG11 y tiene una impedancia de 50 ohmios. Se puede usar conjuntamente con
el 10BASE2.
44..33..22..11..11 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS
Tipo de cable RG8 ó RG11
Tipo de conector usado N
Velocidad 10 Mbits/s
Topología usada BUS
Mínima distancia entre transceptores 2.5 m
Máxima longitud del cable del transceptor 50 m
Máxima longitud de cada segmento 500 m
Máxima longitud de la red 2.500 m
Máximo número de dispositivos conectados por segmento 100
44..33..22..11..22 VVEENNTTAAJJAASS
Es posible usarlo para distancias largas.
Tiene una inmunidad alta a las interferencias.
Conceptualmente es muy simple.
44..33..22..11..33 IINNCCOONNVVEENNIIEENNTTEESS
Inflexible. Es difícil realizar cambios en la instalación una vez montada.
Intolerancia a fallas. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red dejará de
funcionar.
253
Dificultad para localización de fallas. Si existe una falla en el cableado, la única forma
de localizarla es ir probando cada uno de los tramos entre nodos para averiguar cual
falla. [16]
44..33..22..11..44 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS EENN LLAA AACCTTUUAALLIIDDAADD
Debido a los inconvenientes antes mencionados, en la actualidad 10 Base5 no es usado
para montaje de redes locales. El uso más común que se le da en la actualidad es el de
"Backbone". Básicamente un backbone se usa para unir varios Hubs (concentradores) de
10BaseT cuando la distancia entre ellos es grande, por ejemplo entre plantas distintas
de un mismo edificio o entre edificios distintos
Figura 4.18. Cableado Estrucuturado del Ethernet 10BASE5
44..33..22..22 EETTHHEERRNNEETT 1100BBAASSEE22
En la mayoría de los casos, el costo de instalación del coaxial y los transceptores de las
redes 10 Base5 las hacía prohibitivas, lo que indujo la utilización de un cable más fino y,
por tanto más barato, que además no necesitaba transceptores insertados en él. Se
puede decir que 10 Base-2 es la versión barata de 10 Base5. Por esto, también se le
conoce TTHHIINN EETTHHEERRNNEETT (Ethernet fino) o CHEAPERNET (red barata).
Figura 4.19. Ethernet 10Base2
254
Este tipo de red ha sido la más usada en los últimos años en instalaciones no muy
grandes debido a su simplicidad y precio asequible. Se caracteriza por su cable coaxial
fino (RG58) y su topología en BUS. Cada dispositivo de la red se conecta con un
adaptador BNC en forma de "T" y al final de cada uno de los extremos del cable hay que
colocar un terminador de 50 Ohmios.
44..33..22..22..11 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS
Tipo de cable usado RG58
Tipo de conector BNC
Velocidad 10 Mbps
Topología usada BUS
Mínima distancia entre estaciones 0.5 m
Máxima longitud de cada segmento 185 m
Máxima longitud de la red 925 m
Máximo de dispositivos conectados por segmento 30
44..33..22..22..22 VVEENNTTAAJJAASS
Simplicidad. No usa ni concentradores, ni transceptores ni otros dispositivos
adicionales.
Debido a su simplicidad es una red bastante económica.
Tiene una buena inmunidad al ruido debido a que el cable coaxial dispone de un
blindaje apropiado para este fin
44..33..22..22..33 IINNCCOONNVVEENNIIEENNTTEESS
Inflexible. Es bastante difícil realizar cambios en la disposición de los dispositivos una
vez montada.
Intolerancia a fallas. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red dejará de
funcionar. En un lugar como un aula de formación donde el volumen de uso de los
ordenadores es elevado, es habitual que cualquier conector falle y por lo tanto la red
completa deje de funcionar.
Dificultad para localización de fallas. Si existe una falla en el cableado, la única forma
de localizarlo es ir probando cada uno de los tramos entre nodos para averiguar cual
falla.
255
El cable RG58, se usa sólo para este tipo de red local, por lo que no podrá ser usado
para cualquier otro propósito como ocurre con otro tipo de cables
44..33..22..22..44 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS EENN LLAA AACCTTUUAALLIIDDAADD
La tecnología 10BASE2 se usa para pequeñas redes que no tengan previsto cambiar su
disposición física.
De igual manera que 10BASE5, uno de los usos habituales de esta tecnología es como
backbone para interconectar varios concentradores en 10BASET. Normalmente los
concentradores no se mueven de lugar. Si la distancia entre ellos es grande, por ejemplo
si están en plantas o incluso en edificios distintos, la longitud máxima que se puede
conseguir con este cable (185m) es mucho mayor que la que se consigue usando el cable
UTP de la tecnología 10BASET (100m).
Figura 4.20. Cableado Estrucuturado de Ethernet 10BASE2
44..33..22..33 EETTHHEERRNNEETT 1100BBAASSEETT
Ya se ha comentado, que ethernet fue concebido originalmente para ser montado con
cable coaxial grueso y que más adelante se introdujo el coaxial fino. Ambos sistemas
funcionan excelentemente pero usan una topología en BUS, que complica la realización
de cualquier cambio en la red. También deja mucho que desear en cuestión de fiabilidad.
Por todo esto, se introdujo un nuevo tipo de tecnología llamada 10BASET, que aumenta
la movilidad de los dispositivos y la fiabilidad.
El cable usado para red ethernet es el UTP (categoría 3, 4, o 5) consistente en cuatro
pares trenzados sin apantallamiento. El propio trenzado que llevan los hilos es el que
realiza las funciones de asilar la información de interferencias externas. También se
emplean cables similares al UTP pero con apantallamiento, que se llaman STP (Par
Trenzado Apantallado mediante malla de cobre) y FTP (Par Trenzado apantallado
mediante papel de aluminio).
256
10BASET emplea una topología en estrella consistente en que desde cada nodo va un
cable a un concentrador común que es el encargado de interconectarlos. Cada uno de
estos cables no puede tener una longitud superior a 90m
Un ejemplo de este tipo de conexiones podría ser un aula de informática de un centro.
El concentrador principal está en otra dependencia distinta. Si se llevara un cable por
ordenador hasta esta otra habitación, el gasto de cable sería grande. Aprovechando la
topología en estrella lo que haremos es llevar solamente uno al que conectaremos un
nuevo concentrador situado en el aula. La distancia desde cada uno de los
ordenadores hasta este nuevo concentrador, será infinitamente menor que hasta el
principal.
10BASET también se puede combinar con otro tipo de tecnologías, como es el caso de
usar 10BASE2 o 10BASE5 como Backbone entre los distintos concentradores.
Cuando la distancia entre concentradores es grande, por ejemplo si están en plantas o
incluso en edificios distintos, estamos limitados por la longitud máxima que se puede
conseguir con el cable UTP (100m). Si la distancia es mayor se puede usar la tecnología
10 Base2 que permite hasta 185m o la 10BASE5 con la que podríamos alcanzar los
500m. Otra solución puede ser usar cable UTP poniendo repetidores cada 100m.
De los 8 hilos de que dispone el cable UTP, sólo se usan cuatro para los datos de la LAN
(dos para transmisión y dos para la recepción) por lo que quedan otros cuatro utilizables
para otros propósitos (telefonía, sistemas de seguridad, transmisión de vídeo, etc.).
El conector usado es similar al utilizado habitualmente en los teléfonos pero con 8 pines.
Se le conoce con el nombre de RJ45. Los pines usados para los datos son el 1 2 para
un par de hilos y el 3 6 para el otro. La especificación que regula la conexión de hilos en
los dispositivos Ethernet es la EIA/TIA T568A y T568B
44..33..22..33..11 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS
Tipo de cable usado UTP, STP y FTP
Tipo de conector RJ45
Velocidad 10 Mbps
Topología usada Estrella
Máxima longitud entre la estación y el concentrador 90 m
Máxima longitud entre concentradores 100 m
257
Máximo de dispositivos conectados por segmento 512
44..33..22..33..22 VVEENNTTAAJJAASS
Aislamiento de fallas. Debido a que cada nodo tiene su propio cable hasta el
concentrador, en caso de que falle uno, dejaría de funcionar solamente él y no el resto
de la red como pasaba en otros tipos de tecnologías.
Fácil localización de averías. Cada nodo tiene un indicador en su concentrador
indicando que está funcionando correctamente. Localizar un nodo defectuoso es fácil.
Alta movilidad en la red. Desconectar un nodo de la red, no tiene ningún efecto sobre
los demás. Por lo tanto, cambiar un dispositivo de lugar es tan fácil como
desconectarlo del lugar de origen y volverlo a conectar en el lugar de destino.
Aprovechamiento del cable UTP para hacer convivir otros servicios. De los cuatro
pares (8 hilos) de que dispone, sólo se usan dos pares (4 hilos) para los datos de la
LAN por lo que quedan otros dos utilizables para otros propósitos (telefonía, sistemas
de seguridad, transmisión de vídeo, etc.).
44..33..22..33..33 IINNCCOONNVVEENNIIEENNTTEESS
Distancias. 10BASET permite que la distancia máxima entre el nodo y el concentrador
sea de 90m. En algunas instalaciones esto puede ser un problema, aunque siempre
se puede recurrir a soluciones cómo las comentadas anteriormente consistentes en
combinar esta tecnología con 10 BASE2 o 10 Base5, o el uso de repetidores para
alargar la distancia.
Sensibilidad a interferencias externas. El cable coaxial usado en otras tecnologías es
más inmune a interferencias debido a su apantallamiento. En la mayoría de los casos,
el trenzado interno que lleva el cable UTP es suficiente para evitarlas. En instalaciones
con posibilidades grandes de interferencias exteriores, se puede usar el cable FTP o
el STP que es igual que el UTP pero con protección por malla
44..33..22..33..44 AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS EENN LLAA AACCTTUUAALLIIDDAADD
Es la tecnología más usada en la actualidad por todas las ventajas que aporta y sobre
todo por la flexibilidad y escalabilidad que supone tener una instalación de este tipo.
258
44..33..22..44 EETTHHEERRNNEETT 1100BBAASSEEFFLL
En Ethernet a 10 Mbps sobre fibra óptica se utiliza la primera ventana (850nm) por ser la
que permite emplear optoelectrónica más barata; con los equipos estándar se consigue
un alcance de 2 Km.
Aunque los estándares 10BASEFL contemplan únicamente fibra 62,5/125 la mayoría de
los equipos pueden funcionar también con fibra 50/125. Sin embargo el uso de la fibra
50/125 provoca una perdida de señal que puede llegar a ser de 5 ó 6 dB, por lo que este
tipo de fibra puede reducir la distancia máxima efectiva.
Tradicionalmente la redes locales, al cubrir distancias pequeñas, han utilizado fibras
multimodo con emisores LED de primera o segunda ventana.
44..33..22..44..11 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS
Tipo de fibra usado 62,5/125
Tipo de conector ST
Velocidad 10 Mbps
Máxima longitud 2 Km.
44..33..22 ..55 FFAASSTT EETTHHEERRNNEETT
A medida que pasa el tiempo los administradores de redes se ven en la necesidad de
buscar alternativas para aumentar los anchos de banda y mejorar los tiempos de
respuesta debido al avance tecnológico del área. De ahí nace la idea de crear el Fast
Ethernet, este brinda una velocidad 10 veces mayor que el Ethernet ofreciendo así 100
Mbps, usando el mismo medio de acceso (CSMA/CD) y el mismo formato de trama.
Se pueden utilizar implementar tres tipos de cableado para esta conexión:
44..33..22..55..11 110000BBAASSEETTXX
Se conforma de dos pares de cable UTP categoría 5 100 y STP 150 de impedancia
con conectores RJ45. Comunicación fullduplex punto a punto en aplicaciones no
compartidas. Un par para transmitir y uno para recibir.
La distancia máxima de un enlace es de 100m
44..33..22..55..22 110000BBAASSEETT44
259
Emplea cuatro pares de cable UTP categoría 3 de 100 ohm de impedancia con
conectores RJ45. Utiliza 3 pares para transmitir y un canal de recepción para detección
de colisión.
La distancia máxima de un enlace es de 100m
44..33..22..55..33 110000BBAASSEEFFXX
Utiliza cable 2 hilos de fibra óptica multimodo 62,5/125 una para transmitir y una para
recibir. Se pueden implementar comunicaciones fullduplex. También se puede utilizar las
fibras monomodo pero con distancias limitadas.
El alcance máximo es de 2Km
44..33..22..66 GG IIGGAABBIITT EETTHHEERRNNEETT
Es un proyecto desarrollado con las especificaciones hechas por la IEEE 802.3z y
802.3ab. El objetivo de este proyecto es desarrollar una tecnología Ethernet a 1Gbps y
que utilice el mismo protocolo de acceso CSMA/CD y la misma trama de sus
predecesores (Ethernet y Fast Ethernet).
La topología utilizada por el Gigabit Ethernet es la estrella; este sistema permite
comunicaciones fulldúplex.
Los medios utilizados son:
Fibra óptica multimodo de 62,5/125m para distancias menores de 500m
Fibra óptica monomodo para distancias menores de 2000m
UTP categoría 5e para distancias menores de 100m
Con un ancho de banda de 1Gbps se espera que el Gigabit sea una excelente tecnología
para interconectar backbone. Inicialmente se utilizará para suichear sistemas 10 y 100
BASET.
Por su amplio ancho de banda se utilizará para visualizaciones en 3D, publicaciones a
todo color y permitirá un elevado tráfico de voz, video y datos. [11]
260
44..33..33.. EESSTTIIMMAACCIIÓÓNN DDEELL TTRRÁÁFFIICCOO DDEE UUNNAA RREEDD EETTHHEERRNNEETT
El Ethernet suicheado consiste una tecnología en la cual todos los dispositivos tienen
igual acceso y en todo momento al mismo cauce de la transmisión. Esto hace que las
predicciones exactas de utilización de la red sea algo muy difícil.
Existen dos maneras de dimensionar el volumen de información por la red. El primero
calcula la transmisión de marcos de Ethernet que se espera que sea transmitido en un
periodo de tiempo dado. La segunda estima la cantidad de tráfico que la red espera y
esta dada por los usuarios de la red.
La cantidad de información transmitida en una trama de Ethernet puede que no sea una
cantidad predefinida . Por consiguiente, una trama en Ethernet puede variar en tamaño de
un mínimo de 72 bytes, a un máximo de 1526 bytes. El tamaño de esta trama afecta la
transmisión debido a las restricciones del número de marcos que se pueden transmitir en
un periodo de tiempo dado.
Los factores adicionales para considerar son como se sigue:
El Ethernet de 10 Mbps requiere un intervalo de 9.6 microsegundos entre las tramas
para propósitos de detección de errores y para propósitos de recuperación. Esto
disminuye a 0.96 s para Ethernet de 100 Mb/s.
Ethernet 10 Mbps tiene un tiempo entre bits de 100 nanosegundos (ns) este es el
tiempo exigido para transmitir un bit de información. Este disminuye a 10 ns para
Ethernet 100 Mbps.
La rata de transmisión de tramas se calcula a continuación:
ntransmisióTiempo de
1ansmisión Tasa de tr
Para calcular el tiempo de transmisión se tiene:
TTiieemmppoo ddee ttrraannssmmiissiióónn == TTiieemmppoo ddee ttrraannssmmiissiióónn ddee uunnaa ttrraammaa ++ TTiieemmppoo eennttrree ttrraammaass
Por ejemplo para el paquete más grande que puede ser transmitido cuyo tamaño es de
1526 bytes, para un Ethernet de 10 Mbps se tiene:
μs6.9bit
ns100
byte
bit8
trama
bytes1526ntransmisióTiempo de
4ms230.11 ns 9600 ns 1220800 ntransmisióTiempo de
261
Los anteriores cálculos, pero para un Ethernet de 100 Mb/s arrojan un tiempo de
transmisión de 0.12304 ms.
44..33..33..11 EEVVAALLUU AACCIIÓÓNN DDEE LLAA TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN DDEE TTRRAAMMAASS
La tasa de transmisión determina el número de tramas completas que se pueden
transmitir en un segundo.
El cálculo siguiente muestra el número de tramas de 1526 bytes que pueden transmitirse
en un segundo a una velocidad de 10 Mbps.
segundo
tramas74.812
trama ms12304
segms1000
ansmisiónTasa de tr
Por consiguiente, un máximo de 812 tramas completas de 1526 bytes puede transmitirse
en un segundo a 10 Mbps.
Aplicando el anterior cálculo se encuentra que el número de tramas de 1526 bytes que
pueden transmitirse a 100 Mbps. es de 8127 tramas completas como máximo de un
tamaño de 1526 bytes.
44..33..33..22 EEVVAALLUU AACCIIÓÓNN DDEE LLAA TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN EENN BBYYTTEESS
La proporción de la transmisión equivalente en bytes para el sistema de 10 Mbps es:
segundo
bytes112,239,1
trama
bytes1526
seg
tramas812 en bytes ansmisión Rata de tr
Para un sistema de 100 Mbps, aplicando el anterior procedimiento se obtiene una tasa de
transmisión en bytes de 12,401,802 segundo
bytes
44..33..33..33 TTAASSAA DDEE TTRRAANNSSMMIISS IIÓÓNN EENN BB IITTSS
Para calcular la rata de transmisión en bits para un sistema de 10 Mbps se tiene:
Mbps912.9byte
bits8
seg
bytes112,239,1 en bits ansmisión Tasa de tr
Para un sistema de 100 Mbps se obtiene una tasa de 99.214 Mbps.
262
No es posible determinar la cantidad de tráfico que se empleará en una red dinámica de
una forma precisa, pero en cambio es posible hacer una estimación más o menos
razonable.
Para estimar tráfico de la red, se deben seguir los siguientes pasos:
Clasificar las estaciones de la red por grupos, según las actividades generales que
realizan sus usuarios (diseño, ingeniería, dibujo, administración, etc.)
Estimar el tráfico de red para cada estación.
Multiplicar el número de estaciones en el grupo por el anterior valor. Esto arrojará un
valor estimado de tráfico por grupo.
Con la suma de todo el tráfico estimado por los grupo se calcula el valor de tráfico
estimado de la red.
Comparar el valor calculado en el paso anterior con el valor teórico de la red para
determinar el porcentaje de utilización de la misma.
EEjjeemmpplloo::
El siguiente ejemplo ilustra cómo puede estimarse el tráfico de la red en un ambiente de
Ethernet compartido.
Una red de Ethernet tiene un total de 63 usuarios conectados. De éstos, 20 se ubican en
la parte administrativa, 25 son de las oficinas y 18 están involucrados en planes de trabajo
con computadores.
La media de la actividad de la red para una sola estación en cada uno de estos tres
grupos se estima como se muestra a continuación:
AAddmmiinniissttrraacciióónn
TTaammaaññoo ddee llaa
TTrraannssmmiissiióónn
((BByytteess))
NNúúmmeerroo ddee
TTrraannssmmiissiioonneess
Bytes
Totales en 11 hhoorraa
Requisición de Archivos 2.500 4 10.000 Cargar Programas de Aplicación 400.000 2 800.000 Cargar Archivos con Datos 250.000 3 750.000 Guardar Archivos 300.000 4 1.200.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 4.000 8 32.000
Total 2.792.000
OOffiicciinniissttaass
Requisición de Archivos 2.000 3 6.000 Cargar Programas de Aplicación 350.000 2 700.000
263
Cargar Archivos con Datos 150.000 2 300.000 Guardar Archivos 100.000 3 1.200.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 3.500 12 32.000
Total 1.348.000
DDiisseeññoo
Requisición de Archivos 3.000 5 15.000 Cargar Programas de Aplicación 550.000 2 1.100.000 Cargar Archivos con Datos 800.000 5 4.000.000 Guardar Archivos 850.000 4 3.400.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 2.000 2 4.000
Total 8.519.000
Totales Total por Persona Número de Personas Total por Grupo Administración 2.792.000 20 55.840.000
Oficinistas 1.348.000 25 33.700.000 Diseño 8.519.000 18 153.342.000
Total 242.882.000
Es decir, el tráfico total de la red se estima en 224422..888822..000000 bbyytteess ppoorr hhoorra. Dividiendo por
3.600, se obtiene el tráfico por segundo
segundo
bytes67.467.222
horasegundos
3.600
horabytes
0242.882.00red la de Tráfico
Para determinar el valor en bits por segundo, se multiplica por 8.
segundo
bits8737539
byte
bits8
segundo
bytes67.467.222red la de Tráfico ,.
Luego, dividiendo este valor por 1.000.000, se obtiene el valor en Megabits por Segundo
(Mbps)
Mbps540
Megabitbits0000001
segundobit8737539
red la de Tráfico ...
,.
Por tanto, la estimación del tráfico de red en Mbps corresponde a un valor bastante bajo,
pues corresponde a un 5% de la capacidad teórica total de una red Ethernet de 10Mbps y
menos de 1% si fuera una red de 100Mbps. [2]
264
44..44.. RREEDDEESS TTOOKKEENNRRIINNGG
El primer diseño de una red de TokenRing es atribuido a E. E. Newhall en 1969. IBM
publicó por primera vez su topología de TokenRing en marzo de 1982, cuando esta
compañía presento los papeles para el proyecto 802.2 del IEEE. IBM anunció un producto
TokenRing en 1984, y en 1985 éste llegó a ser un standard de ANSI / IEEE.
A diferencia del Ethernet, aquí un Token (Ficha Virtual) es pasado de computadora a
computadora como si fuera una papa caliente. Cuando un computador desea mandar
información debe de esperar a que le llegue el Token vacío, cuando le llega utiliza el
Token para mandar la información a otra computadora, entonces cuando la otra
computadora recibe la información regresa el Token a la computadora que envió con el
mensaje de que fue recibida la información. Así se libera el Token para volver a ser usado
por cualquiera otra computadora. Aquí debido a que una computadora requiere el Token
para enviar información no hay colisiones, el problema reside en el tiempo que debe
esperar una computadora para obtener el Token sin utilizar.
Hay placas compatibles de General Instruments, Proteon, 3Com y Ungermann-Bass. Por
definición un "tokenring" consiste en un conjunto de estaciones conectadas en cascada
formando un anillo (ring) en el que la información es transferida de una estación activa a
la siguiente. Cada estación recibe y regenera los bits que recibe, de forma tal que actúa
como repetidor cuando está activa. Cuando la información vuelve a la estación que originó
la transmisión, el mensaje es retirado de circulación. La velocidad de transmisión original
era de 4 MHz, pero hay versiones de 16 MHz. La codificación es Manchester diferencial.
Los datos en TokenRing se transmiten a 4 ó 16Mbps, depende de la implementaron que
se haga. Todas las estaciones se deben de configurar con la misma velocidad para que
funcione la red. Cada computadora se conecta a través de cable Par Trenzado ya sea
blindado o no a un concentrador llamado MAU (Media Access Unit), y aunque la red
queda físicamente en forma de estrella, lógicamente funciona en forma de anillo por el
cual da vueltas el Token. En realidad es el MAU es que contiene internamente el anillo y
si falla una conexión automáticamente la ignora para mantener cerrado el anillo.
Un MAU puede soportar hasta 72 computadoras conectadas y el cable del MAU a la
computadora puede ser hasta de 100 metros utilizando Par Trenzado Blindado, o 45
metros sin blindaje. El TokenRing es eficiente para mover datos a través de la red. En
265
redes pequeñas a medianas con tráfico de datos pesado el Token Ring es más eficiente
que Ethernet. Por el otro lado, el ruteo directo de datos en Ethernet tiende a ser un poco
mejor en redes que incluyen un gran número de computadoras con tráfico bajo o
moderado.
44..44..11.. CCOOMMPPOONNEENNTTEESS DDEE UUNNAA RREEDD TTOOKKEENNRRIINNGG
Según la norma IEEE 802.5, los medios de transmisión adecuados para TokenRing son:
Redes basadas en STP Elegir el Cable STP tipo 1A.
Redes basadas en UTP Elegir el Cable Categoría 5. Los patchcords también
deben cumplir las especificaciones de esta categoría.
Una red Token Ring, puede ser instalada mediante tramos de Cable UTP Categoría 5,
presentando las siguientes características (Según Norma EIA/TIA 568)
Atenuación Aproximada Impedancia Característica a
más de 10 MHz Pérdidas NEXT a 16MHz
4Mbps 50 dB/km
16Mbps 100 dB/km 100 30dB
Redes basadas en Fibra Óptica Basta con elegir fibra 62.5/125 m tipo multimodo.
Los conectores deben cumplir las especificaciones de la EIA/TIA, como se ha expresado
en capítulos anteriores.
En caso que se usen tarjetas NIC planeadas inicialmente para cable STP, entonces es
conveniente implementar filtro EMI, si se implementan medios de transmisión basados en
UTP.
44..44..11..11 CCOONNCCEENNTTRRAADDOORREESS
LA IEEE 802.5 especifica dos clases de concentradores o hubs: Una unidad activa y otra
unidad pasiva temporizada. Estas unidades están concebidas para desarrollar las
siguientes actividades:
Acoplar estaciones que se incorporan a través de adaptadores a la red principal.
Soportar el tráfico de datos a una velocidad de 4 o de 16Mbps.
Proporcionar funciones de administración de la red.
Los concentradores pasivos son instrumentos que se emplean en instalaciones donde no
se requieren funciones de repetición, sino que sirven de soporte.
266
Los concentradores activos desarrollan funciones de repetición. Cada vez que una tarea
de transmisión de datos tiene lugar desde una estación hasta un hub activo, la señal se
temporiza antes de ser enviada a la siguiente estación de la red. Por tanto, cada puerto
del hub activo actúa como la frontera de un segmento de llamado. No se trata de un
switche, pues existe temporización.
Estación A
Concentrador Activ o Concentrador Activ o
Estación B
Par de
Lóbulo
Par de
Lóbulo
Canal
Activo
Canal
Activo
Canal
Activo
Red
Troncal
Todos los puertos de los
concentradores son activos
Figura 4.21. Canal activo de una TokenRing
Los concentradores pasivos y activos son conocidos usualmente como MAU (Multistation
Access Unit) o como CAU (Controlled Access Unit) respectivamente.
Una MAU es un concentrador pasivo que actúa como un punto central de control para
estaciones conectadas entre sí en una red TokenRing.
Las estaciones se conectan a los puertos 1 al 8 del hub mediante unos cables llamados
aaddaappttaaddoorreess (pues el conector incluido en la placa es distinto al del MAU) o ppaarr ddee llóóbbuulloo
(lobe pair, el nombre surge de considerar a cada "punta" de la estrella como un lóbulo de
ella). Si la red tiene más de 8 puestos, se forma un anillo de hubs conectando la salida de
uno (Ring Output, RO) con la entrada del siguiente (Ring Input, RI). Los MAU poseen un
relevador por cada puerto; la estación que se conecta, debe activar el relé para insertarse
en el anillo.
La CAU corresponde a una estación activa que realiza los mismos trabajos que una MAU,
y que también tiene la capacidad de acondicionar las señales que le llegan antes de
267
transmitirla a otra estación y proporcionar acceso sólo a estaciones registradas en su
base de datos.
44..44..11..22 RREEPPEETTIIDDOORREESS YY CCOONNVVEERRTTIIDDOORREESS
Estos elementos se usan para expandir el dimensionamiento físico de una tokenring.
Una red que usa repetidores puede cubrir un área geográfica más grande, pues estos
compensan la atenuación de la señal ocurrida en los cables y en los MAU.
44..44..22.. FFUUNNCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEELL TTOOKKEENN RRIINNGG
Las redes "tokenring" se basan en una "topología de anillo", donde los datos circulan a
través del anillo, de interfase en interfase. En esta topología, las interfases no transmiten
cuando lo desean, sino que esperan a recibir el token. Este token, va circulando por todas
las interfaces dándole a cada una la posibilidad de transmitir.
Figura 4.22. Esquema configuración de una red TokenRing
Para acceder a las redes existen, básicamente, dos formas de acceso tecnológicas
distintas :
LLíínneeaass ddeeddiiccaaddaass: Estas líneas tienen un costo fijo mensual y sobre ellas se puede
transmitir sincrónica o asincrónicamente, analógica o digitalmente, con velocidades
variando entre 300 baudios y alguna cantidad (muy alta) de Mbits/seg, dependiendo del
tipo de material que se use como transmisor, así como de la forma de transmisión. Por
ejemplo, en un línea dedicada analógica sobre cable de cobre común (utilizado por el
sistema telefónico) y transmitiendo analógicamente, se pueden obtener 19200 Kbits/seg,
mientras que la misma línea, transmitiendo en modo digital puede alcanzar los 128
Kbits/seg
RReeddeess PPúúbblliiccaass: La conexión a estas redes se hace, en general, a través de líneas
dedicadas, aunque en algunos casos se puede acceder vía el sistema telefónico
conmutado. La diferencia con el caso anterior es que la línea dedicada conecta al usuario
268
con el proveedor del servicio. El proveedor del servicio opera una WAN que interconecta a
muchos usuarios entre sí, pero en una WAN, las conexiones son virtuales (comúnmente
denominados circuitos virtuales). Esto significa que por la misma línea, una interfaz puede
mantener varias conexiones simultáneamente.
Figura 4.23. Viaje de un Token entre Redes Públicas
El TokenRing emplea un protocolo, en el que se infiere que la máquina sólo puede usar
la red cuando ésta tiene el control de dicha Señal. Ello asegura que no existirán
colisiones, ya que solamente una máquina puede usar la red en cualquier tiempo dado.
Un anillo opera a una de las siguientes dos velocidades: 4Mbps ó 16Mbps. Las dos
velocidades no pueden coexistir en un mismo anillo.
Cualquier elemento anexado al anillo actúa como un repetidor, regenerando las tramas
que entran a su vecino aguas abajo.
Un elemento de la red LAN se designa como Monitor Activo. Típicamente es el primer
elemento que se activa en el anillo. El papel del Monitor Activo es mantener la supervisión
de la red e identificar problemas, como errores en el reparto de las tramas, o la necesidad
de pasar por alto un elemento bajo falla en la red.
EEjjeemmpplloo: A continuación se ilustra una típica secuencia de funcionamiento de una red
TokenRing
269
Figura 4.24. Secuencia de funcionamiento de un Token en una Topología en anillo
Al principio, existe una señal libre (token o testigo) que circula en el anillo. La misma
corresponde a un paquetes de datos con campos de información específicos, que sirve de
vehículo y está disponible para la transmisión de datos.
En el ejemplo mostrado, la primer máquina desea enviar algún mensaje a la máquina 4,
de manera que la primer máquina captura el Token. Entonces escribe datos y la dirección
del receptor en el token (Representado en Amarillo)
El paquete de información se envía entonces a la máquina 2, que lee la dirección y lo
entiende como no propio, y lo pasa a la máquina 3. Dicho aparato hace lo mismo y pasa
el token a la máquina 4.
En esta ocasión, el receptor es el correcto y por tanto, la máquina 4 lee el mensaje (Se
representa por el amarillo en dicho monitor). Sin embargo, todavía no se libera el token,
pues la máquina 1 debe ser notificada de que el equipo 4 recibió el mensaje.
270
Dicha notificación se envía a la máquina 5, la cual confirma la dirección y la entiende
como no propia, y la envía a la siguiente máquina (#6). Esta realiza el mismo trabajo y
reenvía la notificación a la máquina 1. Ésta reconoce la dirección y lee la aceptación de
parte de la máquina 4 y entonces libera el Token para que pueda ser empleado por la
siguiente máquina.
El funcionamiento de una red TokenRing emplea 3 bits de control que indican que el
dato ha sido procesado o si se han detectado condiciones de error. Las diferentes
combinaciones de dos de estos tres bits (Reconocimiento de Direcciones y Copiado de
Tramas) permiten que la estación fuente pueda diferenciar estas distintas condiciones.
En general, la técnica de transmisión empleada en este tipo de redes se denomina Banda
Base. La transmisión de datos se realiza de la siguiente manera:
Una vez una estación posee el token, se adicionan los campos de control y se crea
una trama o frame.
La trama pasa sucesivamente entre estaciones hasta que alcanza su destino.
Una vez el destino reconoce su propia dirección, copia el frame .
La estación destino libera entonces el token, que realiza el recorrido entre elementos
de la red hasta que llega a la estación transmisora.
Esta estación transmisora es responsable por la remoción de la trama y por la puesta
en circulación de un nuevo token o testigo.
El hub proporciona una función de Control de Acceso al Anillo (Ring Access Control
RAC) en cada puerto de conexión con la MAU para recibir los requerimientos de
estación para insertar un anillo o para circunvalar un anillo. [17]
44..44..33.. PPRROOBBLLEEMMAASS DDEE UUNNAA RREEDD TTOOKKEENN RRIINNGG
Existen tres condiciones de error serios que afectan la operación de una red TokenRing:
Pérdida del Testigo o Token
Testigo permanentemente ocupado
Falla en una estación de la red en anillo.
Al operar una red TokenRing pueden ocurrir una serie de problemas perfectamente
caracterizados:
44..44..33..11 PPÉÉRRDDIIDDAA DDEELL TTEESSTTIIGGOO
El uso de una de las estaciones conocidas como monitor activo, resuelve este problema.
271
El monitor activo controla la operación del anillo y al detectar la ausencia del testigo envía
una trama llamada "Frame de purga" para reinicializar el anillo tras lo cual pone en
circulación un nuevo testigo. El resto de las estaciones tienen la tarea de actuar como
'monitores de reserva'. Periódicamente todas las estaciones participan en un chequeo de
la integridad del anillo que permite comprobar la presencia de la predecesora de cada
estación.
Si una estación se avería y no descarga su trama del anillo, entonces de nuevo el monitor
activo detectaría el paso de la trama perdida en varias ocasiones y generaría un testigo o
token tras descargar la trama del anillo.
Para chequear los tokens que se mantienen permanentemente ocupados, el monitor
activo arroja un bit de monitoreo en el momento en que pasa el token ocupado. En caso
que el testigo ocupado regrese con el bit de monitoreo, entonces el monitor activo sabrá
que no se ha recogido la información que viaja por la red. Entonces se procede a cambiar
la información a un token libre y lo envía al siguiente dispositivo de red.
44..44..33..22 IINNCCOORRPPOORRAACCIIÓÓNN AALL AANNIILLLLOO
Una estación que se acaba de activar o resetear realiza un procedimiento de
inicialización; debe tener la certeza de que existe un monitor activo y además debe
comprobar que su dirección MAC (Control de Acceso al Medio) no la utilice ninguna otra
estación. Tras identificarse en el anillo se 'inserta' entre dos nodos con objeto de
retransmitir la información o enviar la suya propia. Al abandonar el anillo la estación debe
indicar a su predecesora y sucesora que son adyacentes.
Para hacer frente a problemas de cableado o adaptadores averiados, es muy importante
para una estación TokenRing saber quién es su predecesora. Los problemas de
cableado y de NIC's defectuosos al ser detectados por una estación provocan que la
misma envíe una trama de contingencia a la red denominada: beacon o aviso, apuntando
a su predecesora (Nearest Active Upstream Neighbor, NAUN) como origen del problema.
Al recibir una estación un beacon con sus "señas" abandona el anillo y tras
autodiagnosticarse o bien permanece definitivamente fuera del anillo o se incorpora con
un beacon para su sucesora que repetirá el mismo proceso.
La incorporación de una estación al anillo ocurre en un proceso de inserción de 5 pasos.
Este procedimiento se ejecuta cada vez que una estación se une al la red TokenRing.
272
44..44..33..22..11 PPRRUUEEBBAA DDEE LLAA CCOONNEEXXIIÓÓNN
En la primera etapa del proceso, la estación que se unirá envía múltiples tramas tipo MAC
(Media Access Control) al hub. El concentrador pliega las tramas a la estación de origen y
se prueba la lógica de recepción de la estación de destino. Si la prueba es exitosa,
entonces se envía una corriente de confirmación al hub, creándose luego un puente o
circuito cerrado entre la tarjeta NIC de la estación y el puerto del concentrador.
44..44..33..22..22 PPRRUUEEBBAA DDEELL MMOONNIITTOORR
Una vez se ha conectado a la red TokenRing, la estación comienza a contar su
Temporizador Interno y verifica la presencia de una de tres tramas (Presencia de Monitor
Activo, Presencia de Monitor en Espera o Purga MAC del Ring). Una vez termina el
temporizador, se asume que no hay monitor activo y comienza el proceso de Reclamación
del Token o Testigo. Si la estación es la primera que está activa en el TokenRing,
entonces se convierte en un Monitor Activo.
44..44..33..22..33 CCHHEEQQUUEEOO DDEE DDIIRREECCCCIIOONNEESS RREEPPEETTIIDDAASS
En el tercer paso del proceso de unión a la red, la estación envía una trama MAC de
prueba de direcciones repetidas. En esta trama, la dirección de destino y la de recepción
es la misma. De encontrar una dirección duplicada, entonces se establece un bit de
Reconocimiento de Direcciones. Si esta trama regresa a la estación transmisora,
entonces se examina el bit de reconocimiento de direcciones y considera que no existe
ninguna otra estación con su misma identificación.
44..44..33..22..44 PPAARRTTIICCIIPPAACCIIÓÓNN EENN NNOOTTIIFFIICCAACCIIOONNEESS DDEE VVEECCIINNOOSS
En la cuarta etapa del procedimiento de incorporación al anillo, la estación aprende las
direcciones de sus vecinos más próximos aguas arriba y envía su identificación a sus
vecinos aguas abajo.
44..44..33..22..55 RREEQQUUEERRIIMMIIEENNTTOO DDEE IINNIICCIIAALLIIZZAARR
En la etapa final de anexo a la red, la estación libera una trama tipo MAC para pedir
Inicialización. Esta trama contiene información de registro. La respuesta a la estación es
una trama tipo MAC de Inicialización de Ring en la Estación, que contiene información
empleada por la ésta para establecer la localización física, temporizador de reporte de
errores, número de timbre y nivel de autorización de timbre.
273
44..44..44.. EESSQQUUEEMMAA OOPPCCIIOONNAALL DDEE PPRRIIOORRIIDDAADDEESS
Un testigo o token es una señal electrónica de 24 bits de longitud. La estación que lo
posea tiene un derecho exclusivo a emplearlo para transmitir información.
El token es creado por un elemento de la red, llamado monitor activo. Si dicha estación
falla o se apaga, entonces el proceso de generación del token se realiza dentro de cada
tarjeta de interfaz de red.
El control de acceso en la red TokenRing se opera ya sea mediante los fundamentos
NoPrioritarios o bien, mediante fundamentos Prioritarios.
Cuando se opera en esquema de fundamentos NoPrioritarios, una estación transmite
información tan pronto como recibe el Token o Testigo que está libre.
En caso que se opere en esquema de fundamentos Prioritarios, entonces existen tres bits
en cada unidad de datos que se emplean para representar el esquema de prioridades.
Una estación que recibe un testigo libre, seguirá el siguiente procedimiento:
Se compara el valor de prioridad del token con el valor de prioridad de la información
que se va a transmitir.
Si el valor de prioridad de la información es mayor o igual que el del token, entonces
se envía la información.
Si el valor de prioridad de la información a transmitir es menor, entonces dicha
información todavía no se transmite.
Cada trama o frame contiene tres bits de reserva, los cuales se usan por cada estación
para disponer del token o testigo cuando sea necesario.
El esquema de una trama de TokenRing se ilustra a continuación
274
Estado de la Trama
(Frame Status)
Delimitador Final
Chequeo de la
secuencia de tramas
Información
Dirección del Emisor
Dirección del Receptor
Control de la Trama
Control de Acceso
Delimitador Inicial1 byte
1 byte
1 byte
2 ó 6 bytes
2 ó 6 bytes
0 - 17800 bytes
4 bytes
1 byte
1 byte
Figura 4.25. Formato de una trama de red TokenRing
Los componentes de una trama de red TokenRing son responsables de las siguientes
tareas:
DDEELLIIMMIITTAADDOORR IINNIICCIIAALL: Indica el punto de inicio de la trama de información, empleando
señales patrones que no corresponden a bits de 1 ó 0. Estos se conocen como valores no
informantes y aseguran que la secuencia de datos no se confunda con un delimitador.
CCAAMMPPOO DDEE CCOONNTTRROOLL DDEE AACCCCEESSOO: Identifica si la trama corresponde a un marco de
información o a un token. Contiene un bit que identifica si el token está constantemente
ocupado, otro bit de prioridades y un bit de reserva.
CCAAMMPPOO DDEE CCOONNTTRROOLL DDEE TTRRAAMMAASS: Identifica el tipo de trama.
CCAAMMPPOOSS DDEE DDIIRREECCCCIIOONNEESS: Al corresponder a direcciones universales, entonces su tamaño
sería 6 bytes, pero si se direcciona la información a destinos locales, entonces el tamaño
es variable entre 2 y 6 bytes.
CCAAMMPPOO DDEE IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN: Contiene el paquete de datos que se transmite.
CCHHEEQQUUEEOO DDEE LLAA SSEECCUUEENNCCIIAA DDEE LLAA TTRRAAMMAA: Se emplea como mecanismo de control de
errores. Cuando se el elemento transmisor configura una trama, se realizan cálculos con
275
los bits que el paquete contiene. El algoritmo que realiza dichos cálculos siempre arroja
un resultado de 4 bytes, el cual es almacenado en el campo de secuencia de trama.
Cuando el elemento receptor recibe el paquete de datos, realiza los mismos cálculos y
compara el valor obtenido con el almacenado en este campo. Se asume que la
transmisión es correcta si ambos valores coinciden. En caso contrario, se encomienda la
retransmisión del mensaje.
DDEELLIIMMIITTAADDOORR FFIINNAALL: Identifica el punto final de la trama de información, empleando
valores no informantes. Además contiene bits que se emplean para identificar si se trata o
no de la última trama en una transmisión multipaquetes y si un error ha sido detectado
por alguna estación.
EESSTTAADDOO DDEE LLAA TTRRAAMMAA: Contiene los bits que indican que la dirección ha sido reconocida.
Cabe anotar que originalmente el TokenRing fue concebido para trabajar con cable STP
de 150 a velocidades de 4 16Mbps, se emplea actualmente cables UTP 100 que son
más económicos. Las instalaciones de redes TokenRing son populares entre usuarios
que prefieren la predicción del rendimiento.
44..44..55.. DDIIMMEENNSSIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEELL CCAABBLLEEAADDOO EENN UUNNAA TTOOKKEENNRRIINNGG..
El cálculo de la Longitud Ajustada del Anillo (LAA) permite determinar el conjunto de la
longitud de un anillo. Se define la LAA como:
LAA = Longitud de los cables troncales del anillo Longitud del cable más corto
Se tienen en cuenta las siguientes premisas para dimensionar un gabinete de
telecomunicaciones en el que se disponen todo los MAU de la red, teniendo en cuenta
que se trabaja con cables STP.
El número de concentradores necesario es igual al número de estaciones que se van
a insertar al anillo, dividido por el número de puertos en un concentrador en particular.
Deben preveerse futuras ampliaciones de la red.
Un anillo simple que opera a 4Mbps está en capacidad de soportar un máximo de 33
MAU's de 8 puertos cada uno, distribuidos en un máximo de 10 racks por gabinete.
Un anillo simple que opera a 16Mbps está en capacidad de soportar un máximo de 17
MAU's de 8 puertos cada uno, distribuidos en un máximo de 2 racks por gabinete.
276
El número de elementos que se van a insertar a la red y el cálculo de la longitud del
lóbulo de par depende de las siguientes consideraciones:
Existe un cable de 2.45m (máximo) entre la estación que se inserta y la
salida del área de trabajo.
Los patchcords que se usan para conectar el MAU al panel de
distribución tienen una longitud de 2.45m
Los patchcords que se usan para conectar los MAU que existen en un
mismo rack también tienen una longitud de 2.45m
Los patchcords que se usan para conectar los MAU localizados entre
diferentes racks miden 9m
Si se siguen las recomendaciones arriba expuestas, no habrá necesidad de realizar
cálculos adicionales. Sin embargo, si los cables que conectan los MAU son de mayor
longitud se deben realizar cierto cálculos para asegurar la calidad de la transmisión.
EEjjeemmpplloo A continuación se ilustra la importancia de planear adecuadamente una red,
pues no es posible cambiar transmisiones a 4Mbps 16Mbps sin antes analizar qué pasa
Se requiere instalar un anillo para 100 estaciones de trabajo, distribuidas en tres piso de
un edificio. Cada piso contiene una estación TokenRing. Las estaciones están
conectadas a concentradores MAU de 8 puertos, dispuestos verticalmente en gabinetes
de telecomunicaciones. Todos las estaciones MAU se conectan con cable STP, al igual
que los gabinetes entre sí.
El primer paso consiste en calcular el número de MAU
MAU13
MAUestaciones 8
Estaciones 100 MAU de Cantidad
Para configurar los gabinetes, se sabe que cada rack puede soportar un máximo de
12MAU de 8 puertos. Por tanto, se requieren 2 gabinetes.
No es necesario calcular la longitud de los patchcords que conectan los gabinetes, pues
si miden menos de 2.45m, no existirá problema alguno.
Considerando que los racks se conectan empleando cables de 5m y que del 1° al 3° piso,
se usa un cable de 10m, entonces la LAA es:
LAA = Longitud de los cables troncales del anillo Longitud del cable más corto
277
LAA = (10m + 5m + 5m) 5m = 15m
Las siguientes tablas, tomadas de datos de proveedores de equipos para redes, permiten
determinar la longitud de los lóbulos de conexión entre estación y concentrador.
TTaabbllaa 44..22:: EEJJEEMMPPLLOO DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN AA 44MMbbppss EENN LLAA TTOOKKEENNRRIINNGG
NNúúmmeerroo ddee GGaabbiinneetteess
NNúúmmeerroo ddee MMAAUU''ss 2 3 4
10 293m 289m 284m
11 285m 280m 275m
12 276m 271m 267m
13 267m 263m 58m
14 259m 254m 249m
15 250m 245m 241m
Sabiendo que se requieren 13 MAU's en 3 gabinetes y como LAA = 15m, entonces:
Longitud del lóbulo de conexión entre MAU y estación = 263m 15m = 248m
Por tanto, si la estación está alejada hasta 248m del MAU, el anillo operará
adecuadamente a 4Mbps
TTaabbllaa 44..33:: EEJJEEMMPPLLOO DDEE TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN AA 1166MMbbppss EENN LLAA TTOOKKEENNRRIINNGG
NNúúmmeerroo ddee GGaabbiinneetteess
NNúúmmeerroo ddee MMAAUU''ss 2 3 4
10 109m 104m 99m
11 102m 97m 92m
12 95m 90m 85m
13 82m 77m 72m
14 69m 64m 59m
15 56m 51m 46m
Sabiendo que se requieren 13 MAU's en 3 gabinetes y como LAA = 15m, entonces:
Longitud del lóbulo de conexión entre MAU y estación = 77m 15m = 62m
Por tanto, si la estación está alejada hasta 62m del MAU, el anillo operará
adecuadamente a 16Mbps
278
44..44..55..11 CCÁÁLLCCUU LLOO CCOONN CCAABBLLEE UUTTPP
Se prefiere el uso de cable UTP categoría 5 (Y hasta categoría6), por su versatilidad para
transmitir a mayores velocidades.
Se tienen en cuenta las siguientes premisas para dimensionar unas estaciones de
telecomunicaciones en el que se disponen todos los MAU de la red, teniendo en cuenta
que se trabaja con cables UTP.
La red se diseña para una operación a 16Mbps. SI el cable lóbulo de conexión soporta
16Mbps, también soportará 4Mbps.
Se asumen las máximas pérdidas inserción por los canales. Esto asegura que la
estación transmisora pueda comunicarse a su máxima capacidad.
Se asume impedancia característica de 100.
La máxima pérdida por inserción en el canal pasivo para transmisión a 16Mbps es de
19dB.
La mínima pérdida por interferencia NEXT en un sistema UTP es de 15.5dB
Los mínimos requerimientos de trabajo para un concentrador pasivo son de 43dB en
el rango de 0.5 a 4 MHz y de 40dB para el rango de frecuencia de 4 a 24MHz.
Se definen los siguientes términos para poder calcular las pérdidas en el sistema.
44..44..55..11..11 PPÉÉRRDDIIDDAASS DDEE IINNSSEERRCCIIÓÓNN
Las máximas pérdidas de inserción son:
conectores y cables en
inserción de Pérdidas =
pasivo canal el en
inserción de Pérdidas
conectores a debidas
inserción de Pérdidas
oresconcentrad a debidas
inserción de Pérdidas
Lo cual equivale a:
conectores y cables en
inserción de Pérdidas = 19dB
oresconcentrad a debidas
inserción de Pérdidas
Las pérdidas de inserción debidas a conectores se desprecian, pues sólo equivalen a
0.1dB
279
Las pérdidas en el concentrador las da el fabricante.
44..44..55..11..22 PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT PPOORR IINNSSEERRCCIIÓÓNN ((NNIIRR))
El valor del NIR se ubica por encima de los 15.5dB. En este caso, se considera un diseño
de pérdidas limitadas y es aceptable. Se calculan como:
NIR = CNEXT
pasivo canal el en
inserción de Pérdidas
Donde CNEXT corresponde a las pérdidas NEXT Compuestas
...log 20
NEXT20
NEXT do1
101020CNEXTelemento 2elementoer
44..44..55..11..33 LLOONNGGIITTUUDD DDEELL CCAABBLLEE LLÓÓBBUULLOO
La longitud del cable UTP de conexión entre estaciones de trabajo y concentradores es:
lineal metro por cable del Atenuación
conectores y cables en inserción de Pérdidascable de Máxima dLongitu
2
cable del máxima Longitudlóbulo del Máxima dLongitu
Recuérdese que un canal pasivo se compone de dos cables de lóbulos
EEjjeemmpplloo::
Se pretende diseñar un red TokenRing de 16Mbps con cable UTP. Todas las estaciones
se unen a un concentrador pasivo. Los siguientes son los elementos que se usan (Las
especificaciones todas se refieren a una frecuencia de 16MHz).
MAU para UTP de 12 puertos con pérdidas de inserción de 1.4dB y pérdidas NEXT de
40dB; el medio de transmisión es cable UTP de 100 categoría 5, con atenuación de
8.3dB/100m y pérdidas NEXT de 45dB/100m. El conector RJ45 presenta pérdidas NEXT
de 52dB. Y el NEXT compuesto de cables y conectores (NEXT) es 40.6dB
conectores y cables en
inserción de Pérdidas = 19dB 1.4dB = 17.6dB
Como existe una par de lóbulos por canal, entonces para cada cable lóbulo, las pérdidas
son NEXTlóbulo = 8.8dB.
280
Luego, las pérdidas en el concentrador, se asumen totales con las de los lóbulos (Un
lóbulo de entrada y otro de salida). Es decir, NEXTconcentrador = 8.8dB + 40dB + 8.8dB =
57.6dB
El cálculo del CNEXTtotal arroja:
20
NEXT20
NEXTorconcentradcables
101020CNEXTconectoresy
log
dB539101020CNEXT 20657
20640
.log..
Luego, el NIR = 39.5dB19dB = 20.5dB
Como NIR es mayor de 15.5dB, entonces el diseño se llama limitado por pérdidas de
inserción.
Luego, la longitud del cable es: m212
mdB0.083
17.6dBcable de Máxima dLongitu
m1062
212mlóbulo del Máxima dLongitu
Por lo tanto, las estaciones trabajarán apropiadamente si se elige el cable recomendado
por la EIA/TIA 568A, que restringe la longitud máxima del cable a 100m.
NOTA: Cuando se usan varios MAU's en serie, la señal se atenúa (Por efecto de los propios hubs y
por los patchcord que los conectan entre sí), debiendo reducir la distancia máxima de tendido de cable UTP.
Obsérvese que la determinación de las longitudes de los lóbulos toman cálculos
engorrosos. Por esta razón, la IEEE 802.5 recomienda a los fabricantes el suministro de
tablas donde se expliquen las máximas distancias de cable, de acuerdo al número de
hubs que se usen.
No se recomienda mezclar cables UTP y STP en un mismo anillo, pues resulta ser una
alternativa poco económica. En caso que se requiera mezclar estos dos tipos de cables,
el diseño de la red se debe basar en las características del cable UTP.
44..44..66.. EESSTTIIMMAACCIIÓÓNN DDEELL TTRRÁÁFFIICCOO EENN UUNNAA RREEDD TTOOKKEENNRRIINNGG
Las redes TokenRing consiste en una tecnología que se basa en el paso de testigos o
tokens en una topología de anillo. Esto hace que el cálculo de la utilización de la red sea
simple. La probabilidad que una estación dada transmita, se relaciona directamente con
número de estaciones que están contenidas en la red.
281
Existen dos factores que se deben considerar en la estimación del tráfico de red: la tasa
(Velocidad) de transmisión y la apreciación del tráfico de red generado por los usuarios.
La red TokenRing opera a velocidades de 4 Mbps ó de 16 Mbps. Para asegurar que el
Toekn circule adecuadamente deben existir longitudes máximas y mínimas del anillo. Esto
garantiza intervalos de tiempo para la propagación de los tokens. Los tokens se
componen de secuencias de 24 bits y para que circulen apropiadamente, se requieren
intervalos de tiempo de duren 24 bit.
Dado que la mayoría de las redes TokenRing no son lo suficientemente largas para
garantizar dicho intervalo, entonces se emplean Monitores Activos. Ello se logra
insertando un espacio de memoria para el almacenamiento temporal de datos. Cuando la
red opera a 4 Mbps, entonces el espacio de memoria mide 24 bits y cuando la red opere a
16 Mbps, entonces el espacio de memoria será de 32 bits.
De no usar dichos Monitores Activos, sería necesario emplear longitudes de cable de
1400m o más.
Para estimar el tráfico de la red, se deben seguir los siguientes pasos:
Agrupar las estaciones de trabajo por grupo, de acuerdo a las actividades que realicen
(Oficinas, Administración, Ingeniería, diseño, etc.)
Estimar la cifra de actividad de red en cada estación
Multiplicar el número de estaciones en el grupo por el anterior valor.
Sumar todo el tráfico estimado en los grupos
El tráfico estimado de la red (Expresado en segundos) se divide por la velocidad de
transmisión (4 ó 6 Mbps)
EEjjeemmpplloo::
A continuación se ilustra cómo puede estimarse el tráfico de la red en un ambiente de
TokenRing.
Una red TokenRing tiene un total de 63 usuarios conectados. De éstos, 20 se ubican en
la parte administrativa, 25 son de las oficinas y 18 están involucrados en planes de trabajo
con computadores.
La media de la actividad de la red para una sola estación en cada uno de estos tres
grupos se estima como se muestra a continuación:
282
AAddmmiinniissttrraacciióónn
TTaammaaññoo ddee llaa
TTrraannssmmiissiióónn
((BByytteess))
NNúúmmeerroo ddee
TTrraannssmmiissiioonneess
Bytes
Totales en 11 hhoorraa
Requisición de Archivos 2.500 4 10.000 Cargar Programas de Aplicación 400.000 2 800.000 Cargar Archivos con Datos 250.000 3 750.000 Guardar Archivos 300.000 4 1.200.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 4.000 8 32.000
Total 2.792.000
OOffiicciinniissttaass
Requisición de Archivos 2.000 3 6.000 Cargar Programas de Aplicación 350.000 2 700.000 Cargar Archivos con Datos 150.000 2 300.000 Guardar Archivos 100.000 3 1.200.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 3.500 12 32.000
Total 1.348.000
DDiisseeññoo
Requisición de Archivos 3.000 5 15.000 Cargar Programas de Aplicación 550.000 2 1.100.000 Cargar Archivos con Datos 800.000 5 4.000.000 Guardar Archivos 850.000 4 3.400.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 2.000 2 4.000
Total 8.519.000
Totales Total por Persona Número de Personas Total por Grupo Administración 2.792.000 20 55.840.000
Oficinistas 1.348.000 25 33.700.000 Diseño 8.519.000 18 153.342.000
Total 242.882.000
Es decir, el tráfico total de la red se estima en 224422..888822..000000 bbyytteess ppoorr hhoorra. Dividiendo por
3.600, se obtiene el tráfico por segundo
segundo
bytes67.467.222
horasegundos
3.600
horabytes
0242.882.00red la de Tráfico
Para determinar el valor en bits por segundo, se multiplica por 8.
segundo
bits8737539
byte
bits8
segundo
bytes67.467.222red la de Tráfico ,.
Luego, dividiendo este valor por 1.000.000, se obtiene el valor en Megabits por Segundo
(Mbps)
283
Mbps540
Megabitbits0000001
segundobit8737539
red la de Tráfico ...
,.
Por tanto, la estimación del tráfico de red en Mbps corresponde a un valor bastante bajo.
Para una red de 4 Mbps, el porcentaje de utilización sería:
%.%.
% 5131004
540100
4Mbps
red la de estimado Tráfico
Para una red de 16 Mbps, el porcentaje de utilización sería:
%.%.
% 4310016
540100
16Mbps
red la de estimado Tráfico
Es conveniente analizar qué sucedería si se realiza un cambio en el tráfico de red
debido a nuevas aplicaciones en el departamento de diseño, como por ejemplo, la
implementación de aplicaciones multimedia, las cuales, usualmente manejan archivos
de tamaño mayor de 10MB. Entonces si se vuelven a calcular los valores del ejemplo
se obtiene:
AAddmmiinniissttrraacciióónn
TTaammaaññoo ddee llaa
TTrraannssmmiissiióónn
((BByytteess))
NNúúmmeerroo ddee
TTrraannssmmiissiioonneess
Bytes
Totales en 11 hhoorraa
Requisición de Archivos 2.500 4 10.000 Cargar Programas de Aplicación 400.000 2 800.000 Cargar Archivos con Datos 250.000 3 750.000 Guardar Archivos 300.000 4 1.200.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 4.000 8 32.000
Total 2.792.000
OOffiicciinniissttaass
Requisición de Archivos 2.000 3 6.000 Cargar Programas de Aplicación 350.000 2 700.000 Cargar Archivos con Datos 150.000 2 300.000 Guardar Archivos 100.000 3 1.200.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 3.500 12 32.000
Total 1.348.000
DDiisseeññoo
Requisición de Archivos 3.000 5 15.000
284
Cargar Programas de Aplicación 550.000 2 1.100.000 Cargar Archivos con Datos 10.000.000 5 50.000.000 Guardar Archivos 10.000.000 4 40.400.000 Envío y Recibo de Correo Electrónico 2.000 2 4.000
Total 91.119.000
Totales Total por Persona Número de Personas
Total por Grupo
Administración 2.792.000 20 55.840.000 Oficinistas 1.348.000 25 33.700.000
Diseño 8.519.000 18 1.640.142.000
Total 1.729.682.000
Esto se traduce en 480.467,22 bytes por segundo o 3.843.737,8 bits por segundo (3,84
Mbps)
Por tanto, una red de 4 Mbps, tendría un porcentaje de utilización:
%%,
% 961004
843100
4Mbps
red la de estimado Tráfico
Para una red de 16 Mbps, el porcentaje de utilización sería:
%%,
% 2410016
843100
16Mbps
red la de estimado Tráfico
Este ejemplo ilustra cómo las nuevas aplicaciones (Como la multimedia) puede
sobrecargar rápidamente el ancho de banda de la red, que en un principio era suficiente
para todas las aplicaciones. [2]
285
44..55.. FFDDDDII
"Se ha llamado la FDDI la Ethernet del futuro". Así era cómo en los años ochenta el mundo
de las comunicaciones se refería a la red FFDDDDII (Fiber Distributed Data Interface). Basada
en un medio de transmisión de fibra óptica; la tecnología FDDI define un interconexión de
propósito general para todo tipo de ordenadores y periféricos a una velocidad de
transmisión de 100 Mbps.
El estándar FDDI fue desarrollado por el grupo de trabajo ANSI X3T9.5 (American
National Standards Institute). Se describió una red que proporcionara un interconexión de
propósito general, con alto ancho de banda, entre computadores de alta velocidad y
periféricos de todas las clases.
El objetivo genérico de FDDI se representa en la figura 4.26.
Figura 4.26. Configuración General de una Red FDDI
Si bien FDDI se ha utilizado fundamentalmente en campus y recintos privados, por lo que
es una arquitectura de LAN, ciertamente, atendiendo a su cobertura, también puede
encuadrarse en la categoría de Redes de Área Metropolitana, MAN (Metropolitan Area
Networks).
FDDI usa un protocolo de acceso temporizado de paso de token, el cual pasa paquetes
no mayores de 4500 bytes, y es capaz de soportar más de 1000 conexiones físicas sobre
una trayectoria máxima de 100Km.
44..55..11..11 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEE LLAASS RREEDDEESS FFDDDDII
Las características principales de una red FDDI son:
La FDDI usa una configuración de doble anillo en Fibra Óptica. Un anillo se emplea
durante las operaciones normales (anillo primario) y el segundo está disponible como
ruta alterna en caso de falla al primer anillo. Dado que no existe un nodo principal en
286
la red, cualquier nodo está en capacidad de iniciar operaciones en caso de fallo del
anillo primario.
Anillo primario
Figura 4.27. Topología de red FDDI
Compatibilidad con las redes de área local IEEE 802
Capacidad de utilizar fibra óptica, así como par trenzado.
Velocidad de transmisión de 100 Mbps.
Conexión física de hasta 500 dispositivos (ó 1.000 conexiones físicas, debido a la
topología de doble anillo).
Cableado de fibra óptica de hasta 100 km por anillo (200 km en total considerando los
dos anillos).
Capacidad de asignar dinámicamente ancho de banda, de manera que se pueden
proporcionar simultáneamente tanto servicios de datos síncronos como asíncronos.
Utilización de un esquema de Control de Acceso al Medio MAC (Media Access
Control) de paso de testigo o token basado en la norma IEEE 802.5 (TokenRing). Si
un nodo está preparado para transmitir un paquete se envía una petición con prioridad
normal o alta al hub. Si un nodo terminal está inactivo, envía una señal inactiva al hub.
Ello permite determinar qué nodos transmiten primero y en qué orden se van a
procesar las peticiones.
287
En las redes FDDI una estación puede liberar el Token o Testigo una vez sea
transmitido su mensaje. Esto permite la existencia de múltiples mensajes en el anillo
de manera simultánea.
Cada estación regenera y transmite paquetes enviados a ésta, la cual sirve como el
medio para identificar dispositivos en la red.
La situación en la que FDDI ha encontrado un mayor campo de aplicación es como red
dorsal de varias redes locales, tal y como se representa en la figura 4.28.
Figura 4.28. FDDI como red troncal de varias LAN
El funcionamiento de FDDI está basado en un doble anillo que proporciona una conexión
para el intercambio de información a alta velocidad (100Mbps), entre un máximo de 500
estaciones, sobre distancias de hasta 100 Km.
La topología de doble anillo hace que FDDI sea tolerante a fallos, tanto si se produce una
ruptura en el cable como si falla uno de los nodos. Durante el funcionamiento normal, sólo
uno de los anillos transmite la información, estando el otro en modo de espera. Si se
produce una interrupción en el anillo, la topología de doble anillo se transforma en un
único anillo, que aísla el punto donde se ha producido el fallo.
Cada anillo funciona a 100 Mbps y consiste en un conjunto de estaciones activas,
conectadas en serie a través del medio de transmisión, formando un bucle cerrado. El
medio de transmisión elegido para una red FDDI es normalmente la fibra óptica, que
ofrece alto ancho de banda, mayor fiabilidad y una muy baja tasa de errores.
288
44..55..11..22 VVEENNTTAAJJAASS DDEE LLAA FFDDDDII
Las ventajas principales del uso de la fibra óptica como medio de transmisión en redes
con FDDI son: [18]
Gran ancho de banda.
Pérdidas pequeñas.
Seguridad.
Inmunidad a interferencias electromagnéticas.
Reducción del peso y tamaño del cableado.
44..55..22.. MMOODDEELLOO DDEE UUNNAA RREEDD FFDDDDII
El modelo de una red FDDI se compone de tres subcapas:
La que depende del medio de transmisión.
La del protocolo.
La de control de acceso al medio.
Control Lógico del Enlace
(LLC)
Admon de
la
Estación
Capa de control de
aceseso al medio
Capa del protocolo
Capa que depende del
medio de transmision
Capa de Enlace
del Modelo OSI
Capa Física del
Modelo OSI
Figura 4.29. FDDI y el modelo OSI
44..55..22..11 EESSPPEECCIIFF IICCAACCIIOONNEESS DDEELL MMEEDDIIOO FF ÍÍ SS IICCOO
Los requerimientos para el canal de transmisión y sus elementos incluyen:
Fibra óptica.
Especificaciones originales en FDDI con fibra óptica multimodo tipo 62.5/125m. Las
nuevas redes soportan F.O. monomodo y cableado UTP.
Conectores de F.O.
También llamados conectores de interfaz al medio.
289
Suiches ópticos.
Se emplean para operaciones de recuperación en el evento de que falle algún
elemento.
Transmisores y receptores ópticos.
En este se definen la potencia óptica del transmisor, sensibilidad del receptor, forma
de onda y longitud de onda de transmisión.
El objetivo de especificar el medio físico es asegurar que los transmisores, cableado y
receptores operan dados la implementación apropiados de parámetros específicos.
44..55..22..22 EESSPPEECCIIFF IICCAACCIIÓÓNN DDEELL PPRROOTTOOCCOOLLOO
En esta especificación se permite la incorporación de nuevos medios de transmisión (F.O.
monomodo, UTP) para que se incorporen a la FDDI sin cambiar las demás
especificaciones.
SSIINNCCRROONNIIZZAACCIIÓÓNN DDEELL RREELLOOJJ YY RREECCUUPPEERRAACCIIÓÓNN DDEE DDAATTOOSS: Esto permite al elemento receptor
recupera la señal del reloj desde los datos de llegada. La información entonces se
decodifica usando este reloj. El reloj local se usa como reloj fuente cuando se transmiten
datos.
MMEECCAANNIISSMMOOSS DDEE CCOODDIIFFIICCAACCIIÓÓNN YY DDEECCOODDIIFFIICCAACCIIÓÓNN:: Este procedimiento convierte los datos
que se reciben de la subcapa MAC en una forma para transmisión sobre el anillo FDDI.
La unidad básica de información usada en codificación FDDI se conoce como “ssíímmbboolloo”.
Los símbolos se usan para transmitir información entre los elementos de una red. Para
desarrollar la codificación la FDDI emplea los sistemas de codificación NRZ (Non Return
to Zero) y en NRZI (Non Return to Zero/ Non Return to Zero), explicados previamente en
el capítulo de transmisión de datos.
FFIILLTTRROO RREEPPEETTIIDDOORR:: Este permite la propagación de tramas válidas y permite que un
elemento lleve información de su vecino aguas arriba a su vecino aguas abajo.
44..55..22..33 EESSPPEECCIIFF IICCAACCIIOONNEESS DDEE LLAA SSUU BBCCAAPPAA MMAACC
El MAC (Media Access Control) define la trama FDDI y los mecanismos de acceso al
canal.
290
FFOORRMMAATTOO DDEE LLAA TTRRAAMMAA:: Se define la estructura del Token FDDI y la trama FDDI. Un
Token FDDI es un símbolo que circula por el anillo. Las tramas FDDI se emplean para
transferir información entre las capas MAC.
AACCCCEESSOO AALL MMEEDDIIOO:: La FDDI emplea accesos al medio basados en Tokens o Testigos
similar a las redes TokenRing.
Un elemento que desee transmitir captura el testigo. La estación estará en capacidad de
transmitir tanto como la configuración del Token o Testigo se lo permita. El Testigo se
reincorpora al anillo cuando se envíen todas las tramas o cuando el tiempo de transmisión
disponible halla expirado.
MMÉÉTTOODDOOSS DDEE AACCCCEESSOO:: Las especificaciones de FDDI permiten accesos asíncronos y
síncronos.
La transmisión asíncrona es un método de comunicaciones en la que la información se
envía en la medida en que la configuración del testigo la permita la transmisión.
En la transmisión sincrónica, a cada estación se le garantiza una porción de ancho de
banda.
MMOONNIITTOORREEOO DDEELL AANNIILLLLOO:: Todos los elementos de un anillo FDDI participan en el monitoreo
de las operaciones del anillo. Cada elemento esta en capacidad de detectar una
condición de falla del anillo e iniciar una operación de bypass para restaurar la red
44..55..33.. FFOORRMMAATTOO DDEELL TTEESSTTIIGGOO FFDDDDII ((TTOOKKEENN FFDDDDII))
El Testigo FDDI es una trama especial usada por un elemento para insertar un mensaje
en el canal de transmisión y consecuentemente para transferir control a otro elemento.
8 bytes
1 bytes
1 bytes
1 bytes
Preámbulo
Delimitador inicial
Control de tramas
Delimitador final
Figura 4.30. Componentes del TOKEN FDDI
Los componentes del Token FDDI se definen así:
291
PPRREEÁÁMMBBUULLOO: Es una secuencia de 64 bits usada para sincronizar la trama con el reloj de
la estación.
DDEELLIIMMIITTAADDOORR IINNIICCIIAALL:: Es una secuencia de 8 bits que indica el inicio de la trama
CCOONNTTRROOLL DDEE TTRRAAMMAASS:: Es una secuencia de 8 bits que define el tipo de la trama y las
funciones asociadas de control.
DDEELLIIMMIITTAADDOORR FFIINNAALL:: Es una secuencia de 8 bits que indica el final de la trama.
44..55..44.. FFOORRMMAATTOO DDEE LLAASS TTRRAAMMAASS FFDDDDII ((FFRRAAMMEE FFDDDDII))
La trama FDDI se emplea para transmitir datos a trabes del anillo. Se compone de:
PPRREEÁÁMMBBUULLOO: Es una secuencia de 64 bits que sincroniza la trama con el reloj de la
estación.
DDEELLIIMMIITTAADDOORR IINNIICCIIAALL:: Es una secuencia de 8 bits que indica el inicio de la trama. Junto con
el preámbulo forman el inicio de secuencia de la trama
CCOONNTTRROOLL DDEE LLAA TTRRAAMMAA: Es una secuencia de 8 bits que define la clase de trama y las
funciones de control asociadas.
DDIIRREECCCCIIÓÓNN DDEELL DDEESSTTIINNOO: Corresponde a la dirección del elemento al que se envía la
información. Este puede ser una dirección singular o de grupo. Se pueden emplear de 16
bits si son para direcciones locales y de 48 bits para direcciones universales.
DDIIRREECCCCIIÓÓNN DDEE LLAA FFUUEENNTTEE: Corresponde a la dirección del elemento que transmite el
mensaje.
IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN:: Este campo contiene la información que envié el usuario con un máximo de
4500 bytes
SSEECCUUEENNCCIIAA DDEE CCHHEEQQUUEEOO DDEE LLAA TTRRAAMMAA:: Contiene un valor para chequear el control de la
trama (dirección de destino, fuente y campo de información) para chequear errores.
DDEELLIIMMIITTAADDOORR FFIINNAALL:: Es una secuencia de 8 bits que indica el final de la trama.
292
1.5 bytes
(3 símbolos)
0 - 4500 bytes
4 bytes
1 bytes
Estado de la trama
Delimitador final
Secuencia de chequeo
de la trama
Información
1 bytes
1 bytes
2 ó 6 bytes
Dirección de la fuente
Dirección de destino
Control de trama
Delimitador inicial
8 bytes PreÁmbulo
2 ó 6 bytes
Inicio de la secuencia de
la trama
Fin de la secuencia de la
trama
Figura 4.31. Formato de la trama FDDI
EESSTTAADDOO DDEE LLAA TTRRAAMMAA: Este campo consiste en 3 símbolos de 4 bytes que indican la de
detección de un error que la dirección a sido reconocido y que la trama a sido copiada.
Con el delimitador final forma el final de la secuencia de la trama.
44..55..55.. CCOOMMPPOONNEENNTTEESS DDEE UUNNAA RREEDD FFDDDDII
La implementación de una Red FDDI considera básicamente la existencia de los
siguientes componentes
44..55..55..11 CCOONNCCEENNTTRRAADDOORREESS
Los hubs o concentradores FDDI corresponden a las medidas por lo que se soportan los
esquemas de cableado. Estas proporcionan un punto de conexión para las estaciones y
los demás elementos de la red.
Las tares desarrolladas por un hub FDDI son:
Insertar elementos al anillo.
Bypass del puerto, mediante el cual se desconecta un elemento del anillo en el evento
de que se detecte un fallo.
293
Se puede implementar software de manejo de la red en el concentrador para verificar
las operaciones de esta.
Las conexiones en el anillo se realizan punto a punto y bidireccionales, con cada
elemento de inserción a la red equipados con componentes de transmisión y recepción.
44..55..55..22 EESSTTAACCIIOONNEESS
Se definen dos tipos de estaciones:
Inserción simple.
Inserción dual.
La de inserción simple se conecta a un solo anillo y requiere que el hub la controle en
caso de falla. La de inserción dual se conecta a ambos anillos y es capas de plegarse por
sí sola en caso de falla.
44..55..55..33 AADDAAPPTTAADDOORR
Corresponde a las tarjetas de interfaz de red que conectan la estación a la red FDDI.
44..55..55..44 CCOONNEECCTTOORR DDEE IINNTTEERRFFAAZZ AALL MMEEDDIIOO
Se emplea para conectar un elemento a la red de fibra óptica. El conector alinea las dos
fibras con los receptores de transmisión ópticos del elemento. Estos conectores por lo
general son del tipo SC o ST.
44..55..55..55 RREELLÉÉ DDEE BBYYPPAASSSS ÓÓPPTTIICCOO
Es un componente opcional que se usa para mantener la continuidad del anillo en
ausencia de energía eléctrica o durante condiciones de falla de un elemento.
Cabe anotar que estos relés causan perdidas en los circuitos en que se usen. Por esto su
uso en la red es limitado.
44..55..66.. TTOOPPOOLLOOGGÍÍAASS DDEE LLAASS RREEDDEESS FFDDDDII
La topología en que se basa la red FDDI es el anillo. Dicha topología se puede
implementar de diversas maneras
44..55..66..11..11 CCOONNCCEENNTTRRAADDOORR SSIIMMPPLLEE
294
Esta topología consiste en un concentrador o hub con elementos de la red (conexiones
simples o dobles) que se adhieren a éste.
Es ideal para departamentos o para trabajos en grupos independientes.
En esta la implementación del anillo FDDI se forma por los elementos internos del
concentrador, incluyendo la ruta alterna.
Concentrador
Figura 4.32. Topología del concentrador Simple
44..55..66..11..22 AANNIILLLLOO DDUUAALL
En esta configuración se conectan estaciones de inserción doble directamente a los anillo
duales. Esta topología es practica cuando el número de elementos de la red es limitado.
Una desventaja de esta configuración es la incapacidad de futuras ampliaciones o
cambios.
Con la topología en anillo doble cada elemento forma parte del anillo físico. Las acciones
que los usuarios realicen son criticas para la operación continua de la red, pues la
desconexión de un elemento causa un corte en el anillo.
La configuración de anillo dual se implementa cuando el riesgo de interrupción en las
conexiones es bajo, por ejemplo ola conexión de sistemas de minicomputadores.
295
Figura 4.33. Topología en anillo dual
44..55..66..11..33 ÁÁRRBBOOLL DDEE CCOONNCCEENNTTRRAADDOORREESS..
Con esta topología los hubs se conectan en forma de estrella jerárquica lo que hace
posible la instalación de nuevos concentradores cuando se requiera el crecimiento de la
red.
Esta configuración ofrece mayor flexibilidad que el anillo dual, pues los concentradores y
estaciones FDDI se pueden mover o remover sin afectar a la red.
Es adecuada para los sistemas de cableado estructurado en el que el hub sirve de raíz
para los demás concentradores o elementos.
296
Concentrador FDDI
(Raiz)
Concentrador FDDI
Router
Ethernet LAN
Figura 4.34. Topología de árbol de concentradores
Empleando puentes o enrutadores las redes LAN basadas en otras tecnologías Ethernet
también se pueden conectar a la red FDDI.
44..55..66..11..44 ÁÁRRBBOOLL DDEE AANNIILLLLOO DDUUAALL
En esta configuración se conectan concentradores en cascada desde otros hubs los
cuales están conectados directamente a un anillo dual. Dicho anillo debe colocarse como
Backbone en los sitios donde sea más crítico.
Esta topología proporciona un alto grado de tolerancia entre los fallos e incrementa la
disponibilidad de la red troncal.
Esta topología se considera la más flexible y robusta de las redes FDDI.
297
Concentrador
Concentrador
Router
Ethernet LAN
Concentrador
Router
ConcentradorConcentradorConcentrador
Figura 4.35. Topología en árbol con anillo dual
44..55..77.. AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEE LLAASS RREEDDEESS FFDDDDII
La tecnología FDDI se puede emplear de la siguiente manera.
EENNTTOORRNNOO DDEE LLAASS RREEDDEESS FFDDDDII: En este ambiente todas las estaciones y servidores se
equipan con concentradores FDDI y se conectan entre si directamente o mediante un
concentrador FDDI.
Se recomienda esta aplicación en redes LSN cuando se requiera un gran ancho de banda
y alta confiabilidad de la red.
EENNTTOORRNNOO DDEE SSEERRVVIIDDOORREESS FFDDDDII:: Los servidores constituyen el destino para mensajes
generados por las estaciones de los usuario. Algunos servidores pueden acomodar hasta
1000 conexiones simultáneas, al cabo de las cuales se saturan. Para solucionar el
problema los servidores se equipan con concentradores FDDI de 1000Mbps y se
conectan a los puertos FDDI en varias tarjetas.
Este hub se conecta a las estaciones de los usuarios mediante las tecnologías Ethernet o
Token Ring. La unidad es responsable de realizar los ajustes necesarios a las tramas
para permitir la comunicación entre diferentes entornos de redes LAN.
EENNTTOORRNNOO DDEE RREEDD LLAANN MMEEDDIIAANNTTEE TTRROONNCCAALLEESS FFDDDDII:: Mediante enrutadores y puentes
(bridges) se pueden conectar tecnologías de redes LAN como Ethernet y TokenRing a
un anillo troncal FDDI. Donde existan distancias largas (Hasta de 100 Km) se pueden
implementar este tipo de troncales. [2]
298
44..66.. AATTMM ((MMOODDOO DDEE TTRRAANNSSFFEERREENNCCIIAA AASSIINNCCRRÓÓNNIICCAA))
Los inicios de la puesta en marcha de sistemas ATM se remontan a finales de la década
de 1960, cuando investigadores de los Laboratorios Bell comenzaron la experimentación
con el "suicheo de celdas". Su idea fue la combinación del suicheo basado en etiquetas,
que conforman los principios de las redes de suicheo de paquetes, por medio de la
Multiplexación en Divisiones de Tiempo (Time Division Multiplexing –TDM).
El TDM es un mecanismo para combinar múltiples canales en uno sólo. La técnica
emplea puertos y sincronización para identificar los flujos de bits en el canal. Se llama
asíncrono porque no dedica un ancho de banda exclusivo para equipos en particular.
Algunos críticos establecen una analogía de la tecnología ATM con la red digital de
servicios integrados (RDSI) o ISDN por sus siglas en inglés. Al respecto se escuchan
respuestas de expertos que desautorizan esta comparación aduciendo que la RDSI es
una gran tecnología que llegó en una época equivocada, en términos de que el mercado
estaba principalmente en manos de actores con posiciones monopolísticas.
Ahora el mercado está cambiando, la RDSI está encontrando una gran cantidad de
aplicaciones. De toda forma la tecnología ATM se proyecta para diferentes necesidades, a
pesar de su estrecha relación con RDSI, en términos de volúmenes de datos, flexibilidad
de conmutación y facilidades para el operador.
El concepto de suicheo de celdas consiste en colocar un pequeño indicador (Un
identificador de canal virtual) al comienzo de cada ranura de tiempo. Esto permite a una
fuente de tráfico colocar el flujo de bits en el canal de manera asíncrona. El elemento
transmisor usa tantas ranuras etiquetadas como sean necesarios, en vez que estos sean
restringidos a usar un juego de ranuras de forma asíncrona.
Con origen remoto en la telefonía, ATM es un protocolo de transmisión de última
generación, cuya sigla corresponde al método denominado Modo de Transferencia
Asíncrona. Básicamente, es la tecnología que administra el ancho de banda asignado a
cada una de las señales que circulan por la red, sean éstas voz, datos o imágenes, de
manera que el usuario final la reciba en forma integrada
En principio esta tecnología se conoció como Multiplexación Asíncrona en Divisiones de
Tiempo (ATDM), pero finalmente tomó el nombre de Modo de Transferencia Asíncrona
(ATM).
299
El consorcio que identifica el grupo de fabricantes, vendedores, telecomunicaciones,
proveedores de servicios y usuarios de ATM se conoce como Foro ATM. Entre otros
aspectos, el Foro ATM desarrolla especificaciones para las redes ATM. Entre ellas, se
incluyen:
Interfaces UsuarioRed
Interfaces de Intercambios de Datos
Encapsulación de Múltiples Protocolos sobre ATM
Las utilidades del ATM en la actualidad siguen bajo investigación y desarrollo.
Organismos como el Foro ATM y la ITU trabajan actualmente en la especificaciones de
las redes ATM. Algunos de sus objetivos son:
Acelerar el desarrollo y uso de productos y servicios ATM.
Mantener las diferentes calases de tráfico que se transporta en el ATM (Incluyendo
voz, video y datos) sobre un cableado común y una infraestructura de suicheo. Dado
que ATM no está basado en un tipo específico de transporte físico, entonces es
compatible con la mayoría de redes físicas hoy existentes.
Permitir a creación y expansión de nuevas aplicaciones, como la videoconferencia de
alta calidad en cada área de trabajo, gracias a la capacidad del ATM para integrar
tráficos de alta velocidad.
Hacer del ATM la opción de conexión en el largo plazo, a bajos precios.
El ATM proporciona conectividad sin parches entre entornos LAN y WAN. Esta
uniformidad es de interés para simplificar la administración de la red empleando la
misma tecnología, sin importar la envergadura de la misma.
Permitir la migración incremental, bajo la misma clase de normalización a nivel
mundial.
44..66..11.. CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDEELL AATTMM
El ATM corresponde a una tecnología de conmutación y multiplexado que emplea celdas
de tamaño definido parra enrutar diferentes tipos de información. Esta combina alta
velocidad y transparencia del suicheo y eficiencia del ancho de banda del suicheo de
paquetes. La tecnología ATM puede emplearse para lograr un optimo rendimiento de las
conexiones de alta velocidad de las redes LAN, voz, video y aplicaciones multimedia en el
mercado de los negocios, además de aplicación en el mercado residencial a largo plazo.
300
El modo ATM es apropiado para el trafico esporádico ( en contraste con los circuitos de
conmutación) y permite comunicaciones entre elementos para operar a diferentes
velocidades. La ATM a sido diseñada para lograr alto rendimiento en el uso de
multimedia ( lo cual no es posible con los paquetes suicheados).
Algunos campos de aplicación de la tecnología ATM son:
Estaciones de trabajo
Computadores
Tarjetas de interfaz de computadores
Ethernet y grupos de trabajo TOKENRING
Multiplexación
El suicheo o conmutación de circuitos se emplean servicios de tráfico constante, tales
como videoconferencias. El suicheo de paquetes se usa en tráficos variables, tales como
la transmisión de datos. El ATM combina estas dos características y proporciona la
tecnología que soporta toda clase de tráfico de red.
Algunas características del ATM son:
La tecnología ATM no concierne solo a la clase de datos que transporte en una celda.
Simplemente toma la información, la divide en celdas de igual tamaño y las adjunta a
un paquete encabezado, de manera que la celda sea enrutada a su destino. Por lo
tanto, se puede enviar voz, video y datos de forma equivalente.
El ATM usa arquitectura de suicheo, la cual, al ser empleada en redes de alta
velocidad, puede proporcionar un ancho de banda casi ilimitado. Esta tecnología
permite predeterminar el ancho de banda y garantizarla.
ATM es una tecnología de retardo de celdas (Cell Relay) que emplea celdas de
tamaño fijo para transportar gran cantidad de datos de forma rápida a través de los
suiches, sin realizar procesamientos extensivos,
A nivel local, ATM fue la primer tecnología que combinó redes de alta velocidad y
multiplexación.
Como el ATM es una tecnología que se basa en suiches, en la medida que se
incrementa la carga del tráfico, basta adicionar nuevos suiches a la red.
301
Los suiches de ATM pueden emplearse en configuraciones colapsadas, donde se
pueden transferir datos entre diferentes tecnologías de redes LAN y también entre
LAN y WAN.
Los enlaces de ATM operan en un rango amplio de sistemas de cableado, incluyendo
UTP (categoría 3, 4 y 5), STP, Coaxial y fibras ópticas monomodo y multimodo.
Las velocidades de transmisión de ATM pueden ser de 25Mbps, 51Mbps, 155Mbps,
622Mbps, 1,2Gbps y 2,4Gbps. Las velocidades más bajas (Hasta 622Mbps) on
usadas principalmente en redes LAN, mientras que las de mayor velocidad se eligen
para entornos WAN.
Las conexiones entre elementos de comunicación en una red ATM se establecen
mediante redes virtuales entre ellos. Estas pueden ser del tipo Circuitos Virtuales
Permanentes o Circuitos Virtuales Suicheados. Los primeros se comparan a una línea
de servicio dedicada y los segundos se comparan con una línea que se establece al
levantar la bocina telefónica. La transferencia de datos se lleva a cabo de manera
eficiente una vez se establece la conexión.
Las normas para ATM han definido dos clases de conexiones:
Conexión de ruta virtual VPC
Conexión de canal virtual VCC
En la VPC se crea una conexión entre nodos y se enruta la información que corresponda
a un circuito virtual empleando la misma ruta. Se logran entonces una recuperación de la
información más rápida en caso de haber fallas. [19]
Figura 4.36. Suiche para aplicaciones ATM
Las redes ATM se usan principalmente en la interconexión de redes LAN. Es decir, la
conexión de redes MAN. Pues constituye una tecnología de alta velocidad y muy eficiente.
44..66..11..11 MMOODDEELLOO DDEE UU NNAA RREEDD AATTMM
Uno de los servicios básicos que se logra con el ATM se denomina cciirrccuuiittoo vviirrttuuaall AATTMM
que corresponde a una conexión entre nodos extremos y que tiene rutas y puntos
definidas pero posee un ancho de banda dedicado exclusivamente a ese fin.
302
Una red ATM consiste en una arquitectura de capas, que permite a los múltiples servicios
coexistir en una misma red. El Protocolo de Referencia para ATM consiste en 4 capas
principales, cada una con varias subcapas. Estas son responsables de la definición de
muchas características de la tecnología ATM, incluida la estructura de la celda y cuáles
son los diferentes tipos de tráfico que se mezclan en la misma red suicheada.
Servicios ATM y Capas de Aplicación
Capa de Adaptación ATM
Capa ATM
Capa Física ATM
Subcapa de Convergencia
Subcapa de Segementación y Ensamble
Subcapa de Convergencia de la Transmisión
Subcapa dependiente del Medio de Transmisión
Figura 4.37. Modelo del ATM
El trafico ATM se moviliza en paquetes o celdas sin embargo las aplicaciones no trabajan
con la información en paquetes por lo tanto se han diseñado formas de organizar la
información que se recibe de manera que el receptor reconstruya el trafico original.
La tecnología ATM se basa en la transmisión de celdas de tamaño definido. La
transmisión de datos se encapsula en celdas ATM con una tamaño de 53 bytes.
El protocolo ATM es aún más complejo que el modelo OSI de referencia de 7 capas, pues
además incorpora bandas de control y de administración.
El ATM funciona en la capa correspondiente al control de acceso al medio (MAC) del
modelo OSI. Por tanto, es independiente de las capas de protocolos superiores y obvia
funciones asociadas a la capa de Red del Modelo OSI.
Cualquier elemento de las capas superiores pueden ser encapsuladas en una celda ATM
y transportarse usando una variedad de protocolos de la capa física.
44..66..11..11..11 CCAAPPAA FFÍÍSSIICCAA DDEELL AATTMM
La capa física del ATM convierte el flujo de celdas en bits que se pueden transportar y
soporta las funciones del medio de transmisión. Es responsable de la definición de la
interfaz eléctricafísica, velocidad y otras características del medio de transmisión. La
versatilidad del ATM no requiere volver a cablear en orden a implementarlo.
303
La capa física se divide en dos subcapas: La de Convergencia de Transmisión (CT) y la
Dependiente del Medio Físico (DMF). Esta estructura separa la transmisión ATM de la
interfaz física disponible. Como consecuencia, las comunicaciones ATM toman lugar en
una variedad de medios de transmisión e interfaces.
Las funciones desarrolladas por la subcapa llamada Convergencia de Transmisión
consisten:
En el elemento de recepción, se identifica y presenta las celdas que llegan en el flujo
de bits desde la subcapa Dependiente del Medio Físico.
Se separan las velocidad del flujo de celdas de la que corresponde al flujo de datos
que pasa a la Capa de ATM. En esta función, habrán celdas ocupadas que requieran
insertarse al flujo de bits, pues la Capa ATM puede estar en capacidad de procesar el
suicheo de celdas a mayores velocidades que la del canal de transmisión.
Las redes ATM no se limitan a usarse en un medio físico singular. Aunque la tecnología
ATM fue diseñada originalmente para funcionar sobre fibra óptica usando tecnología
SONET (Synchronous Optical Network). Por ejemplo, el Foro ATM a realizado las
siguientes recomendaciones relacionadas a las interfaces físicas para el tráfico de ATM.
FDDI para transmisión a 100Mbps
Canal de fibra a 155Mbps
SONET OC3 a 155Mbps
SONET OC12 a 622Mbps
DS1 a 1,544Mbps
DS3 a 45Mbps
E1 a 2Mbps
E3 a 34Mbps
La capa ATM define la celda ATM. Se describe su estructura, el enrutamiento que la celda
toma a través de la red y el control de errores. Esta capa además es responsable de la
Calidad del Servicio de un circuito.
En los suiches ATM, la responsabilidad de la capa ATM es verificar que las celdas lleguen
al destino correcto en el orden correcto. Las celdas ATM deben llegar en el orden correcto
para que el elemento receptor las pueda entender. Si una celda se pierde durante la
transmisión, entonces debe volverse a enviar esta.
304
En los suiches, la Capa ATM debe ser responsable de configurar los bits de control de
congestión en las celdas. Igualmente, se encargará de almacenar temporalmente las
celdas cuando sea necesario (Congestión de red y contenciones en un puerto dado).
44..66..11..11..22 CCAAPPAA DDEE AADDAAPPTTAACCIIÓÓNN
Esta capa se responsabiliza de definir el procedimiento por medio del cual a información
de las capas superiores se convierte en celdas ATM. Además se asegura que las
diferentes clases de tráfico de red (Voz, Video y Datos) reciban el correcto nivel de
servicio.
La función más importante de la Capa de Adaptación es la segmentación y
ensamblamiento de datos de los formatos de celdas.
Esta capa se divide en las siguientes subcapas:
SSUUBBCCAAPPAA DDEE CCOONNVVEERRGGEENNCCIIAA:: Es responsable de la aceptación de la transmisión desde
capas superiores y pasarla a la subcapa de Segmentación en Ensamble.
SSUUBBCCAAPPAA DDEE SSEEGGMMEENNTTAACCIIÓÓNN YY EENNSSAAMMBBLLEE:: Es responsable de convertir los paquetes en
celdas de 48 bytes y pasarlas a la capa de ATM para prepararse a la transmisión. En el
lugar de la recepción, las celdas que llegan se ensamblan en paquetes y se envían a las
capas superiores. Esta capa recibe los datos de la capa de convergencia y los divide en
trozos formando los paquetes de ATM. Agrega la cabecera que llevara la información
necesaria para el reensamblaje en el destino.
La capa de Adaptación de ATM yace entre la capa ATM y las capas más altas que usan el
servicio ATM. Su propósito principal es resolver cualquier disparidad entre un servicio
requerido por el usuario y atender los servicios disponibles de la capa ATM. La capa de
adaptación introduce la información en paquetes ATM y controla los errores de la
transmisión. La información transportada por la capa de adaptación se divide en cuatro
clases según las propiedades siguientes:
Que la información que esta siendo transportada dependa o no del tiempo.
Tasa de bit constante/variable.
Modo de conexión.
305
AAAALL11: AAL1 se usa para transferir tasas de bits constantes que dependen del tiempo.
Debe enviar por lo tanto información que regule el tiempo con los datos. AAL1 provee
recuperación de errores e indica la información con errores que no podrá ser recuperada.
AALLLL22:: AAL2 se usa para transferir datos con tasa de bits variable que dependen del
tiempo. Envía la información del tiempo conjuntamente con los datos para que esta puede
recuperarse en el destino. AAL2 provee recuperación de errores e indica la información
que no puede recuperarse
AAAALL33:: AAL3 se diseña para transferir los datos con tasa de bits variable que son
independientes del tiempo. AAL3 puede ser dividido en dos modos de operación:
Fiable: En caso de perdida o mala recepción de datos estos vuelven a ser
enviados. El control de flujo es soportado.
No fiable: La recuperación del error es dejado para capas más altas y el control de
flujo es opcional
AALLLL44: AAL4 se diseña para transportar datos con tasa de bits variable independientes
del tiempo. Es similar al AAL3 y también puede operar en transmisión fiable y o fiable.
AAL4 proporciona la capacidad de transferir datos fuera de una conexión explícita.
44..66..11..11..33 CCAAPPAA DDEE SSEERRVVIICCIIOOSS YY AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS AATTMM
Esta capa también se conoce como CCaappaa ddeell UUssuuaarriioo. Proporciona la información que va
a ser empacada en celdas. Su función es establecer la unión entre el elemento que
genera tráfico y la Capa de Adaptación.
44..66..22.. CCEELLDDAA AATTMM
La estructura de la celda ATM se define en la Capa ATM. Una celda ATM consiste en 53
bytes. 5 de ellos contienen información del encabezado (Requerida para enviar la celda a
su destino) y 48 de información o datos.
Encabezado Carga de Datos
48 bytes5 bytes
53 bytes
Figura 4.38. Celda ATM
El encabezado ATM contiene información que se emplea para direccionar la celda ATM a
su destino. Su función principal es identificar la conexión virtual en la que se enruta el
306
paquete. De los 5 bytes que se usan en el encabezado, 3 se emplean para este
direccionamiento.
CFG
4 bits
IRV ICV ITC Prior ECE
8 bits 16 bits 3 bits 1 bit 8 bits
5 bytes (40 bits)
Figura 4.39. Encabezado de una Celda ATM
El Control de Flujo Genérico (CFG) consta de 4 bits y permite que múltiples estaciones
usen la misma Interfaz UsuarioRed.
El Identificador de Ruta Virtual (IRV) es un campo de 12 bits que forma parte de la
dirección para enrutamiento ATM. Se emplea para identificar la ruta virtual entre usuarios
o entre el usuario y la red.
El Identificador de Canal Virtual (ICV) es un campo de 16 bits que conforma el segundo
componente de la dirección para enrutamiento ATM. Se emplea para verificar el canal
virtual entre usuarios o entre el usuario y la red.
El Indicador de Tipo de Carga (ITC) es un campo de 3 bits usado para indicar el tipo de
información carga la celda. Entre otras, se puede incluir información del usuario, de la red
o del administrador de red.
La Prioridad corresponde a 1 bit que indica si la celda se puede transmitir más tarde en
caso que ocurra un congestión de red. El valor cero indica que la celda tiene alta
prioridad.
El Encabezado para Control de Errores (ECE) es un campo de 8 bits que proporciona
información empleada para detección de errores y corrección de los mismos.
44..66..33.. CCOONNCCEEPPTTOO DDEE SSUUIICCHHEEOO
Una red suicheada es aquella donde existe más de un camino o circuito entre dos
estaciones (una telaraña). Esto permite que un mensaje vaya desde una fuente hasta su
destino empleando diferentes caminos. La ruta seleccionada para la transmisión depende
de varios factores como disponibilidad, velocidad de la red y costos. El servicio postal
opera de manera análoga.
Los suiches que se emplean para enrutar las celdas toman una señal de llegada y la
direccionan al puerto que se conecta a la línea de transmisión. El destino puede ser otro
307
suiche que realiza la misma función, hasta llegar al receptor final. Los suiches como tal,
poseen múltiples puertos en los que se ejecuta el suicheo de la señal entre ellos:
La transmisión llega al puerto del suiche.
El suiche examina la información de destino que se encuentra en la celda.
Basada en la dirección de la información, la celda se enviará el puerto de salida más
apropiado.
Las conexiones ATM son llamadas virtuales porque en el sentido físico solo existen en la
medida de que el mensaje vieja a través de la red ATM. Por lo tanto el canal de
telecomunicaciones solo existe de forma virtual y no física.
Figura 4.40. Funcionamiento del suiche
Las conexiones virtuales permiten la unión de múltiples puntos mediante el mismo enlace
físico. La separación entre trafico y canal físico, permite a muchos usuarios compartir las
características ATM de manera simultanea. Las celdas creadas por distintos usuarios
pueden fluir a través del mismo canal y dentro del mismo puerto. El suiche identifica la
celda y la enruta de acuerdo a la información que se halla en su encabezado.
Por dentro, un suiche es como una red en miniatura. Cada puerto se comunica con los
demás y manejan mucho tráfico entre ellos. Los puertos son como estaciones, ellos
buscan su porcentaje del ancho de banda común, para poder transferir la información que
sea necesaria. En un Suiche el ancho de banda interno determina decisivamente el
rendimiento individual de todos sus puertos. Si el equipo (el switch) no dispone
internamente de suficiente ancho de banda, puede ocasionar graves problemas a la red
308
en el proceso de migración de Ethernet a Fast Ethernet. Algunos equipos poseen una
arquitectura interna especial (“crossbar switch matrix”), de manera que, por dentro, el
conmutador es como un suiche, y no como un hub (Algunos equipos no disponen de una
verdadera matriz de conmutación sino de un nodo interno de muy alta velocidad, pero
compartido), por lo que la matriz de conmutación se utiliza con mucha más eficacia.
44..66..44.. TTRRAANNSSMMIISSIIÓÓNN AATTMM
El ATM se diseña para ser una tecnología de conexión orientada. En lugar de difundir las
transmisiones en todas las estaciones en la red, como en el caso del Ethernet, se
configura un circuito virtual entre dos elementos. Una conexión se establece entre los dos
elementos de manera similar a una llamada telefónica, antes que tenga lugar la
transmisión las celdas ATM se identifican con un circuito virtual en particular y se envían
solamente a las estaciones conectadas a dicho circuito.
El ATM difiere de las tecnologías anteriormente discutidas ya que toma muchas formas y
significa cosas diferentes para cada persona. Algunos consideran el ATM como un
método de suicheo o conmutación, otros como un método de acceso a una red, otros
como una infraestructura de red y algunos otros como un servicio. En realidad el ATM
puede ser algunos o muchos de estas consideraciones.
AATTMM CCOOMMOO PPRROOTTOOCCOOLLOO EE IINNTTEERRFFAAZZ:: El ATM se diseña para suichear flujos de bits
constantes y variables sobre un canal de transmisión común.
AATTMM CCOOMMOO TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA:: El ATM se observa como el hardware y el software que
conforman los protocolos ATM, los cuales proporcionan multiplexación y funciones de
suicheo en la red.
AATTMM CCOOMMOO AACCCCEESSOO IINNTTEEGGRRAADDOO DDEE RREEDD:: El desarrollo de tecnología de emulación de
circuitos basado en ATM permitirá a los usuarios beneficiarse de los servicios de acceso
integrado a bajos costos.
AATTMM CCOOMMOO IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURRAA:: El ATM proporciona una infraestructura bien definida que
puede crecer desde el interior de edificios, hasta entornos amplios y entre localidades
remotas.
AATTMM CCOOMMOO SSEERRVVIICCIIOO:: Se pueden ofrecer servicios en arquitectura ATM, los cuales
permiten el envío directo de celdas ATM.
309
Los servicios de una red ATM son proporcionados por adaptadores ATM (tarjetas de red),
localizados en los elementos que se comunican en la red y en los suiches.
Figura 4.41. Sistema de arquitectura de ATM
44..66..55.. CCOOMMPPOONNEENNTTEESS DDEE UUNNAA RREEDD AATTMM
SSUUIICCHHEESS AATTMM:: Permiten enlazar dos elementos. Estos permiten el transporte de celdas
por varios circuitos virtuales.
Al existir un circuito virtual dedicado se permite la existencia simultanea de transmisiones
sin que ello implique sobrecargas. El número de nuevos elementos que se pueden
adicionar a la red sol esta limitado por el número de puertos en el suiche.
IINNTTEERRFFAAZZ RREEDDUUSSUUAARRIIOO:: Esta representa la conexión del usuario al suiche. Esta interfaz
puede actuar conectada desde una estación e una usuario, desde un hub o desde un
enrutador.
IINNTTEERRFFAAZZ RREEDDRREEDD:: Estas tarjetas se emplean para conectar suiches ATM entre sí.
44..66..66.. TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA AATTMM
El ATM consiste en conexiones suicheadas y en metodologías de multiplexación
asíncrona (Es decir, no se implementa un ancho de banda dedicado para un equipo en
particular) que transporta celdas de tamaño definido. Dado que se trata de una tecnología
310
basada en el suicheo la topología física en el entorno de redes LAN consiste en una
estrella en la que los elementos individuales tienen su propio enlace hasta el suiche.
Los suiches ATM se pueden emplear para conectarse a lo siguiente:
Directamente a las estaciones de trabajo equipadas con un adaptador ATM
Directamente a las estaciones de trabajo insertadas en una red LAN ( Ethernet, Token
Ring, FDDI) usando un hub de múltiples protocolos.
A otro suiche ATM de la misma red.
A una red WAN.
44..66..77.. AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS DDEE LLAASS RREEDDEESS AATTMM
La implementación de redes ATM ofrecen los siguientes beneficios:
Ancho de banda ilimitado al realizar la requisición de transmisión
Transmisión de voz, video, datos, imágenes sobre una infraestructura simple y
económica.
Interconexiones sencillas entre redes LAN y redes WAN.
Manejo simplificado de la red física, semejando la topología en estrella.
Manejo simplificado de la red lógica con una reducción en los protocolos complejos de
enrutamiento.
Capacidad de crear grupos virtuales con incremento en la seguridad y ancho de banda
dedicado de la red.
Como cada parte en particular de la red empresarial tienen requerimientos únicos, una
simple solución no abarcaría todas las áreas. En respuesta a las prioridades existentes en
la aplicación de la tecnología ATM comprende 4 áreas (Ilustradas en la figura 4.42)
Backbone o troncal de la Red de Área Local.
Conexiones a los escritorios.
Acceso a Áreas amplias.
Transportes en Áreas amplias.
311
Transporte ATM
en la WAN
Acceso ATM a la
WAN
Hub Ethernet
10Base-T
Estaciones y
Computadores
conectadas al Hub
Enrutador con
Puertos ATM
ATM a los ServidoresSuiche ATM para
trabajo en grupo
ATM en las áreas de Trabajo
ATM en la Red
Troncal
ATM en la Red
Troncal
Figura 4.42. Red basada en una arquitectura ATM
44..66..88.. RREEDD TTRROONNCCAALL TTIIPPOO AATTMM
El uso más común de la tecnología ATM en las redes LAN es la implementación de la red
troncal, especialmente donde se requiere la interconexión de grandes distancias.
El uso de ATM como tecnología de red troncal (backbone) tiene la ventaja de simplificar el
manejo de la red, pues se reducen muchos de los problemas asociados con la
interconexión de muchos entornos complejos. Sin embargo, la red troncal de ATM puede
volverse aún más compleja si no se seleccionan y configuran adecuadamente los
componentes. Esto es especialmente importante cuando se requiere insertar nuevos
elementos a la red troncal.
312
Usualmente las redes LAN se pueden interconectar entre sí mediante redes troncales,
que por lo general, opera a mayor velocidad de transmisión que una red individual.
Con las aplicaciones tipo multimedia en tiempo real que solicitan los usuarios, los
elementos que se conectan a la red de área local necesita mayor velocidad de
transmisión. Por tanto, la red troncal también debe incrementarse para satisfacer la
demanda de velocidad. En vez de instalar una nueva red LAN basada en tecnología ATM,
es más apropiado que las empresas usen más bien el ATM como una red troncal por la
que se pueden interconectar las redes actuales.
Figura 4.43. Suiche para red Troncal ATM, marca ForeRunner Series ASX-200BX
Antes de examinar las posibles configuraciones de la troncal ATM, se requiere revisar las
razones por las cuales se desea instalar dicha troncal. Si la única razón para instalar el
ATM es obtener una troncal conmutada de alta velocidad, entonces la solución será
económica y eficiente. Si sólo se pretende transmitir datos, entonces bastará implementar
una tecnología de LAN suicheada.
44..66..88..11 TT II PPOOSS DDEE TTRROONNCCAALLEESS AATTMM
Las redes troncales conmutadas de alta velocidad pueden tener varios niveles de
complejidad, dependiendo del desempeño que se espera en el backbone.
Cuando se quieren interconectar varias redes LAN existentes, la conexión de los
elementos ATM con dichas redes, se puede realizar así:
Empleando un hub multiprotocolo equipado con módulos que permiten adaptarse a las
LAN y a los elementos ATM.
Empleando un enrutador adecuado para conectar la red LAN y un suiche ATM, que a
la vez se conecta a la red troncal.
313
En su forma más sencilla, un backbone o troncal sirve para conectar LAN's como el
Ethernet, TokenRing o FDDI a través de largas distancias.
Figura 4.44. Troncal o backbone de conexión de LAN's
El objetivo de esta configuración es extender el alcance de una red que emplea una sola
tecnología. La red ATM conecta segmentos de LAN que operen usando el mismo tipo de
tramas. Por ejemplo, Ethernet a Ethernet o TokenRing a TokenRing.
No se prevé la conversión de tramas. Por ejemplo, no se estipula la existencia de una red
Ethernet a un lado de la troncal y una red FDDI en el otro extremo, pues la función del
hardware ATM es la encapsulación de las tramas que se reciben en celdas y el posterior
ensamblaje de las mismas para pasarlas a la otra LAN.
En caso que se requiera interconectar diferentes redes de área local basadas en diversas
tecnologías, se necesita emplear hubs o concentradores de múltiples protocolos.
La organización puede elegir la adquisición de hubs de múltiples protocolos que vengan
equipados con módulos de suiches ATM o también se puede elegir la conectividad tipo
ATM para un hub existente de múltiples protocolos.
Red pública ATMSuiche ATM
Hub disponible con
conectividad
ATM
Suiche ATMHub de múltiples protocolos
disponible con conectividad
ATM
Hacia estaciones y servidoresHacia redes LAN Etretnet
Hacia redes LAN Token ring
Hacia estaciones y servidoresHacia redes LAN EtretnetHacia redes LAN Token ring
Figura 4.45. ATM como una Troncal de Redes
44..66..88..22 OOTTRRAASS CCOONNSSIIDDEERRAACCIIOONNEESS
En resumen, algunas de las más importantes consideraciones para seleccionar una
troncal conmutada ATM son:
314
Considerar cómo se va a conectar el Suiche ATM a las redes LAN existentes. Algunos
deberán anexarse a los enrutadores, otros se conectarán al hub o concentrador y
algunos otros se conectarán directamente a un elemento solamente.
Examinar las flexibilidad requerida por los elementos ATM para conectarse a canales
que no son del tipo ATM.
Asegurarse que existe suficiente ancho de banda disponible para la interfaz entre la
red LAN y la red ATM.
Las redes ATM se caracterizan por la conmutación centralizada. Por tanto, la topología de
la troncal ATM permite extender la vida útil de las redes LAN disponibles, al conectar
dicha LAN a un suiche que la conecta con la red troncal ATM. Se presentan ciertos
beneficios, como son:
Se puede pasar fácilmente de una velocidad de transmisión a otra. Por ejemplo, de
155Mbps a 622Mbps de una manera simple y sin sobresaltos.
El ATM se puede aplicar en un área amplia (e.g. un campus universitario) a altas
velocidades.
Los servicios se pueden centralizar, lo cual simplifica el mantenimiento y aumenta la
seguridad.
44..66..99.. AATTMM EENN EELL ÁÁRREEAA DDEE TTRRAABBAAJJOO
Las discusiones acerca del papel de la tecnología ATM en el entorno de las redes LAN
usualmente se centran en la red troncal o backbone, pues fue aquí donde se introdujo el
ATM inicialmente. Las redes troncales de ATM acopladas con LAN's ayudan a aliviar los
cuellos de botella, simplifican el diseño de la red y facilitan el funcionamiento en red
virtual, en tanto se protege la inversión en los equipos de red LAN existentes.
La introducción de los ssuuiicchheess AATTMM ppaarraa rreeddeess LLAANN (Junto con software y hardware ATM
adicional) ha sido el más importante paso para traer la tecnología ATM al área de trabajo.
Cuando se propuso que ATM fuera también una tecnología para redes LAN, se
esperaban operaciones a velocidades mayores de 155Mbps. Desde entonces, se han
definido especificaciones para 25 y 51Mbps, que son consideradas lo más apropiado para
un área de trabajo.
315
Para proporcionar los servicios ATM en el área de trabajo, y crear un entorno meramente
ATM, cada equipo debería estar equipado con un adaptador ATM o tarjeta de interfaz de
red.
44..66..99..11 SSEERRVVIICCIIOOSS AATTMM
La conexión directa al canal de transmisión de la red ATM ofrece ciertos beneficios,
incluyendo:
No se requiere compartir el canal de transmisión
No se comparten recursos de conmutación, los cuales se reservan para el equipo del
usuario en la configuración de la conexión.
Se asegura ancho de banda y calidad en la prestación del servicio para cualquier
aplicación.
Se reduce la congestión en la red troncal
Entre las posibles aplicaciones en el área de trabajo se tienen presente aquellas que
demandan un gran ancho de banda y buena Calidad del Servicio: VideoConferencia,
aplicaciones médicas, difusión digital; transferencia de archivos, interconexión de redes
LAN de gran volumen y alcance geográfico, soporte de grupos de servidores, redes
empresariales privadas.
44..66..99..22 SSEERRVVIICCIIOOSS EENN LLAA RREEDD LLAANN
Con las conexiones directas entre las estaciones de los usuarios (Por medio de los
suiches ATM), los servicios de red LAN no dependerán de la localización física de los
elementos. La red se puede diseñar basada en designaciones lógicas.
El Foro ATM proporciona especificaciones para ofrecer servicios de redes LAN en
tecnología ATM para aplicaciones basadas en protocolos IP y Apple Talk.
La aceptación del ATM como una solución de integración completa de red no se
cristalizará en el corto plazo. Sin embargo, la migración de las tecnologías existentes se
realiza en pasos decisivos, y es seguro que dicha migración se integrará con la tecnología
de red ATM.
Las organizaciones que consideran el paso a la tecnología ATM deben asegurarse del
tipo de configuración que predomina en la red. Aunque las redes ATM no se limitan a una
sola topología, la tendencia será que predomine la topología en estrella.
316
Se deben tener en cuenta las siguientes observaciones:
Un suiche ATM se instala para ser usado en la unión de conexiones entre los
gabinetes de telecomunicaciones. Dichas conexiones pueden referirse a troncales
Ethernet, TokenRing y FDDI
Los suiches ATM se instalan en cada gabinete de comunicaciones para proporcionar
conexión directa entre servidores de alto rendimiento.
Los elementos de los usuarios se conectan directamente a los suiches ATM.
Una vez se ha instalado el suiche principal, la conexión a una red de área amplia de
tecnología ATM es sencilla y se puede llevar a cabo con relativa facilidad.
Aunque no es usual que se use ATM como la tecnología para la red LAN, las aplicaciones
que ganan popularidad como son la videoconferencia, las bases de datos de imágenes y
el correo electrónico interactivo, que además usan un gran ancho de banda, hará
necesaria la implantación de tecnologías que garantizan eficiencia en la transmisión,
como el ATM.
44..66..1100.. AATTMM FFRREENNTTEE AA OOTTRRAASS TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAASS
El ATM se ha descrito como la red ideal, que engloba ambientes LAN y WAN. Cualquier
decisión que se refiera a su implementación se realiza de acuerdo a sus características,
ventajas y desventajas y cómo éstas se correlacionan con los requerimientos de la
organización.
Recuérdese las características de la tecnología ATM:
El ATM consiste en una tecnología de transmisión en la forma de celdas de tamaño
definido.
Las conexiones entre elementos se realizan estableciendo circuitos virtuales entre
ellos.
La tecnología ATM permite predecir (y garantizar) el ancho de banda disponible.
El ATM es una tecnología de conmutación o suicheo que la hace gradual. En la
medida que se incrementa el tráfico de la red, será necesario adicionar más suiches a
la red.
La tasa de transferencia de datos es muy eficiente una vez se establece el circuito
entre elementos.
317
Entre las ventajas de implementar dicha tecnología se cuenta:
La cantidad de información que emplea el encabezado es mucho menor que la que
usan otras tecnologías.
Las celdas ATM son de tamaño relativamente pequeño y consistente. Esto reduce
cualquier retardo en la operación de los suiches que pudieran deberse a paquetes
muy grandes o de tamaño variable.
Dos tecnologías se prevén como competencia para ATM, especialmente en las redes
troncales. Ellas son el Gigabit Ethernet y la Conmutación IP
Para decidir qué solución es mejor, el usuario debe escoger la que se acomode a sus
necesidades. Cuando se compara con el Gigabit Ethernet, el ATM presenta las siguientes
ventajas:
Se proporciona diversas velocidades de transmisión sobre una cantidad de sistemas
de cableado. Incluso algunas velocidades de transmisión ATM exceden aquellas del
Gigabit Ethernet.
Mayor capacidad de transmisión en donde ocurre congestión de tráfico.
Se proporciona calidad del servicio sobre un amplio rango de aplicaciones.
Facilidad de interconexión con otras tecnologías de red.
ATM e IP se consideran complementarias. El IP es uno de tantos protocolos que pueden
ser soportados por la tecnología ATM. Esto se puede observar en soluciones híbridas,
donde el procesamiento de Rutas IP llevado a cabo por los enrutadores, se intensifica por
conmutaciones de tecnología ATM.
Las soluciones ATM también proporcionan mayor flexibilidad frente a la Conmutación IP,
pues soporta otros protocolos.
ATM promete ser la tecnología de red empresarial virtual del futuro, un término que refleja
tanto la evolución del modelo empresarial global y el énfasis en la conectividad lógica,
donde los usuarios obtienen acceso a los recursos que necesitan y el operador de la red
provee las rutas de conexión y asigna el ancho de banda necesario a fuentes de tráfico
muy diferentes (voz, datos, vídeo). Aquellos que construyen y operan redes deben volver
los ojos a las capacidades de la tecnología ATM, ya que aspiran a la mágica combinación:
interconectividad global escalabilidad de tecnologías y satisfacción del cliente local.
318
Al emplear el transporte de PPrroottooccoolloo IIPP ssoobbrree AATTMM se encuentran ventajas:
Seguridad y capacidad para atender redes virtuales.
Opciones para Internet publico.
Capacidad de manejo de anchos de banda superiores.
Posibilidad de administrar la infraestructura de la red con servicios como,
emulación de circuitos, servicios de voz etc.
Monitoreo de las rutas y el tráfico IP.
Enrutador
Enrutador
Enrutador
Enrutador
Administración
Control de los
Servicios de
Enrutamiento
Suiche ATM
Data Data
Puente de Enrutamiento
Punto de ServicioPunto de Servicio
Figura 4.46. Protocolo IP sobre ATM
319
44..77.. OOTTRRAASS TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAASS DDEE RREEDDEESS LLAANN
44..77..11.. AARRCCNNEETT
Fue desarrollada por Datapoint e introducida en 1977. Su nombre es la abreviación de
Attached Resource Computing network. La no participación en el comité IEEE 802 dio
lugar a que ninguna norma 802 la tenga en cuenta.
En su versión original, es una red con topología tipo estrella, con protocolo de pasaje de
"token" que trabaja en banda base y es capaz de transmitir a 2,5 Mbps.
La placa ARCNET se conecta con el hub mediante un cable coaxial de 93 RG62. Hay
dos tipos de hub: pasivos y activos. Los pasivos consisten en una caja con 4 entradas
vinculadas mediante resistores, de valor tal que si tres entradas cualesquiera están
terminadas en su impedancia característica, la impedancia vista desde la otra entrada
también sea la característica. Esta conexión permite adaptar impedancias y evitar
reflexiones, pero a costa de una atenuación alta. Justamente la atenuación limita la
distancia máxima entre cada máquina y el hub a 30 m. Un hub o concentrador activo,
aparte de los resistores de terminación, tiene amplificadores, por lo que se pueden
conectar máquinas hasta a 600 m del hub. Los hubs activos pueden ser internos
(generalmente de 4 bocas) o externos (generalmente de 8).
Es posible conectar un hub a otro pero se deben respetar estas reglas:
No se pueden conectar hubs pasivos entre sí.
Cualquier entrada no usada en un hub pasivo debe llevar un terminador de 93 ohm.
Ningún cable conectado a un hub pasivo puede tener más de 30 m.
Un hub activo puede estar conectado a una máquina, a otro hub activo o a uno pasivo.
Las bocas no usadas en un hub activo no necesitan terminador, pero es conveniente
usarlo.
Tanto los enlaces entre dos hubs activos como los efectuados entre hubs activos y
máquinas pueden ser de hasta 600 m.
Ninguna máquina puede estar a más de 6.000 m (20.000 pies) de otra.
No crear ningún lazo.
320
Para efectuar pruebas entre dos máquinas, no es necesario un hub, se las puede
conectar directamente pues las placas poseen terminadores internos.
Existen versiones de ARCNet para topología bus y para transmisión por par trenzado,
pero no se popularizaron. También se desarrolló una versión denominada "pplluuss" de mayor
velocidad de transmisión pero hasta el momento su penetración en el mercado es casi
nula.
44..77..22.. IINNTTEERRCCOONNEEXXIIÓÓNN YY AAMMPPLLIIAACCIIÓÓNN DDEE RREEDDEESS
Hace algunos años era impredecible la evolución que las comunicaciones, en el mundo
de la informática, iban a tener: no podía prever que fuese necesaria la interconexión ya no
sólo de varios ordenadores sino de cientos de ellos. No basta con tener los ordenadores
en una sala conectados, es necesario conectarlos a su vez con los ordenadores del resto
de las salas de una empresa, y con el resto de las sucursales de una empresa situadas
en distintos puntos geográficos.
La interconexión de redes permite, si se puede decir así, ampliar el tamaño de una
intranet. Sin embargo el término interconexión se utiliza para unir redes independientes,
no para ampliar el tamaño de una.
El número de ordenadores que componen una intranet es limitado, depende de la
topología elegida, (recuérdese que en la topología se define el cable a utilizar) aunque si
lo único que se quisiera fuera sobrepasar el número de ordenadores conectados, podría
pensarse en simplemente segmentar la intranet. Sin embargo existen otros factores a
tener en cuenta.
Cuando se elige la topología que va a tener una intranet se tienen en cuenta factores,
como son la densidad de tráfico que ésta debe soportar de manera habitual, el tipo de
aplicaciones que van a instalarse sobre ella, la forma de trabajo que debe gestionar, etc.;
esto debe hacer pensar en que, uno de los motivos por el que se crean diferentes
topologías es por tanto el uso que se le va a dar a la intranet. De aquí se puede deducir
que en una misma empresa puede hacerse necesaria no la instalación de una única
intranet, aunque sea segmentada, sino la implantación de redes independientes, con
topologías diferentes e incluso arquitecturas diferentes y que estén interconectadas.
Habitualmente la selección del tipo y los elementos físicos de una intranet, se ajusta a las
necesidades que se tiene; por este motivo pueden encontrarse dentro de un mismo
321
edificio, varias intranets con diferentes topologías, y con el tiempo pueden surgir la
necesidad de interconectarlas.
Se puede ver que por diferentes razones se hace necesaria tanto la segmentación como
la interconexión de intranets, y que ambos conceptos a pesar de llevar a un punto en
común, parte de necesidades distintas.
La tabla siguiente refleja de forma escueta diferentes casos en los que se plantea la
necesidad de segmentar y/o interconectar intranets, dando la opción más idónea para
cada uno de los casos planteados.
TTaabbllaa 44..44:: PPLLAANNTTEEAAMMIIEENNTTOO DDEE NNEECCEESSIIDDAADDEESS YY SSOOLLUUCCIIOONNEESS EENN LLAA AAMMPPLLIIAACCIIÓÓNN DDEE UUNNAA RREEDD
NNEECCEESSIIDDAADD SSOOLLUUCCIIÓÓNN
Debido a la necesidad de manejo de aplicaciones que producen un trasiego importante de información aumenta el tráfico en la red; esto lleva a que baje el rendimiento de la misma.
Dividir la red actual en varios segmentos: segmentar la red.
Se tiene que ampliar el número de puestos que forman la intranet, pero se necesita mantener el rendimiento de la red
Crear un nuevo segmento de red en el que se pondrán los nuevos puestos e incluso al que se pueden mover puestos, que por disposición física pueda ser conveniente que pertenezcan al nuevo segmento creado en la misma.
Se tiene la necesidad de unir dos intranets exactamente iguales en la empresa
Se puede optar por definir una de ellas como un segmento de la otra y unirlas de esta forma; o bien, interconectar las dos intranets con un dispositivo de nivel bajo.
Se tiene la necesidad de unir dos o más redes con diferentes topologías pero trabajando con los mismos protocolos de comunicaciones.
Es necesario la interconexión de ambas redes a través de dispositivos interconectantes de nivel medio
Se tiene la necesidad de unir dos o más redes totalmente diferentes, es decir, de arquitecturas diferentes.
Es necesario la interconexión de ambas redes a través de dispositivos interconectantes de nivel alto.
La siguiente figura ilustra una red inicial con topología lógica en bus y física en estrella a
través de un Hub. Si se necesita ampliar la red, entonces una solución puede ser esta,
pero no mejora el rendimiento de la red porque lógicamente está vista como una única
red.
Figura 4.47. Ejemplo de Ampliación de una red
322
Una solución para ampliar la red puede ser la que se presenta a continuación, y esta
situación mejora el rendimiento de la red
Figura 4.48. Ampliación de una red: Solución Apropiada
También se imponen las nuevas tecnologías de conmutación de la información, como el
ATM y las redes suicheadas. Estas son tecnologías duraderas, confiables, económicas y
fácil de implantar. A continuación, se aclaran los más importantes aspectos a la hora de
implementar la ampliación de una red mediante conmutadores.
44..77..33.. RREEDDEESS LLAANN SSUUIICCHHEEAADDAASS
En la actualidad los Administradores de Red se están enfrentando a múltiples desafíos a
medida que las aplicaciones distribuidas se vuelven más populares. Aplicaciones cada
vez más grandes y más gráficas, ponen a las Redes de Datos al límite de su capacidad y
los tiempos de respuesta empiezan a sufrir. Por otro lado, los computadores que se
conectan a las Redes de área Locales son más potentes y envían volúmenes de datos
más grandes y más rápidamente. Los rápidos tiempos de respuesta de las aplicaciones
locales (en los propios computadores) inducen a los usuarios a esperar tiempos de
respuesta en la red más rápidos también.
La necesidad de mejorar el rendimiento global de las Redes de Datos se traduce en la
explosión definitiva de las Tecnologías de Conmutación (Switching). Dos tecnologías de
conmutación están siendo utilizadas para manejar un mayor tráfico de red: Redes LAN
Suicheadas y ATM (Asynchronous Transfer Mode).
La Tecnología LAN Switching ofrece métodos muy eficaces para aumentar
sustancialmente el ancho de banda de una red al asignar un ancho de banda dedicado a
cada conexión, frente al ancho de banda compartido de las Redes LAN tradicionales. Una
de las grandes ventajas de la Tecnología de Red Conmutada basada en Conmutadores o
Suiches, consiste en que es capaz de garantizar una coexistencia totalmente compatible
con la arquitectura tradicional de Red Local Compartida (basada en concentradores,
repetidores o hubs).
323
44..77..33..11 FFUU NNCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE LLAASS RREEDDEESS LLAANN SSUUIICCHHEEAADDAASS
Los Suiches para LAN (conmutadores de red de área local) proporcionan ancho de banda
dedicado sobre conexiones dinámicas entre nodos, de forma similar a como actúa un
conmutador telefónico. La mayoría de los Suiches para LAN operan, más o menos, como
un “bbrriiddggee” (puente local) multipuerto de alta velocidad y muy menos retardos en el que
cada puerto puede verse como un segmento LAN independiente.
Las conexiones son dedicadas extremoaextremo (Point to Point); por ejemplo, cada
puerto de un Ethernet Suicheado tiene un ancho de banda total disponible de 10, 100 ó
1000 Mbps, asignado totalmente a una conexión específica (origendestino), a diferencia
de un concentrador o hub Ethernet ó Fast Ethernet, donde el ancho de banda disponible
(10 ó 100 Mbps habitualmente) es compartido entre todos los usuarios conectados al
mismo, y en consecuencia, el tráfico entre dos nodos afecta a los restantes.
Figura 4.49. Ejemplo de Aplicación de las Redes LAN Suicheadas
Algunos Conmutadores o suiches LAN soportan una única dirección por puerto, mientras
que otros soportan múltiples direcciones (la mayoría). Esta última característica da a los
administradores de red la flexibilidad de conectar un único y potente usuario o todo un
segmento LAN compartido en cada puerto del conmutador. Los conmutadores LAN que
sólo soportan una dirección por puerto son más económicos, pero carecen de capacidad
para adaptarse a la naturaleza cambiante y evolutiva de cualquier Red LAN.
EEjjeemmpplloo: Un conmutador de 8 puertos 10/100 puede proporcionar teóricamente
conexiones simultáneas de 100 Mbps cada una entre cuatro pares de puertos, para un
total de 400 Mbps. Si el conmutador tiene capacidad fullduplex (enviando y recibiendo
324
datos simultáneamente), entonces la velocidad de transferencia teórica total podría ser del
orden de 800 Mbps.
Los servidores de red se conectan a la LAN vía interfaces de alta velocidad (Gigabit
Ethernet), ya que este es un método ideal de proporcionar acceso a clientes sin
imperativos de ancho de banda. De igual modo, cada vez es más habitual que las redes
LAN se diseñen totalmente conmutadas, gracias al progresivo abaratamiento de los
Switches y a las ventajas que se derivan de la implementación de nuevos estándares de
conmutación orientados a mejorar, aumentar y optimizar el ancho de banda total
disponible: Redes Virtuales, Priorización de Accesos, Intranets, gestionabilidad, etc.
44..77..33..22 BBEENNEEFF IICCIIOOSS DDEE LLAASS RREEDDEESS LLAANN SSUU IICCHHEEAADDAASS
Los principales beneficios de los productos de LAN Switching consisten en una mejora
considerable de la velocidad de transferencia y en la compatibilidad con las conexiones de
red ya existentes.
Para aquellas aplicaciones que demandan una mayor velocidad de acceso a los recursos
de la red, la incorporación de Suiches es prácticamente obligada. Los Suiches 10/100 son
especialmente atractivos como solución a corto plazo, ya que las estaciones de trabajo
pueden conectarse al conmutador sin tener que ser actualizadas con otros adaptadores
de red (Tarjetas de Interfaz de Red). Los usuarios de Ethernet a 10 Mbps pueden
conectarse a un Ethernet Suicheado utilizando sus tarjetas y su cableado existente,
mientras que si se conectan a una red FDDI, 100BaseT o ATM, requerirían comprar
nuevas Tarjetas de Interfaz de Red y, en algunos casos, nuevo cableado.
Posponiendo el salto a una tecnología completamente nueva (y por lo tanto un nuevo
Interface) al menos desde la perspectiva de los clientes PC, se protege muy eficazmente
gran parte de las inversiones ya realizadas.
Otra ventaja de LAN Switching es la habilidad de crear redes virtuales (también
denominadas "Virtual LAN" o VLAN). Las redes virtuales aportan grandes beneficios:
control y seguridad de acceso de los usuarios a los recursos de la red, simplifica la
gestión y la reconfiguración de la Red, e incrementa el rendimiento global de la red
mediante el control del tráfico de difusión (“bbrrooaaddccaasstt”).
Las redes virtuales permiten que los dispositivos se agrupen en virtud de criterios lógicos
de conexión (“ppoolliicciieess”), con independencia de su ubicación, y proporcionan nuevas y
flexibles herramientas para gestionar una red compleja y dinámica.
325
Hasta la reciente aparición de un estándar denominado “VVLLAANN TTaaggggiinngg” (IEEE 802.12), la
implantación de VLAN difería de un fabricante a otro, y los mecanismos para extender las
redes virtuales entre Suiches eran absolutamente propietarios. A partir de ahora, el
administrador de red deberá asegurarse de que los suiches nuevos que vayan a
incorporarse a la red local cumplen con este estándar, para extender la definición de
VLAN entre suiches incluso de distintos fabricantes .
Pueden utilizarse Enrutadores (RRoouutteerrss) convencionales para establecer rutas de
comunicación entre varios dispositivos de comunicación, o Conmutadores
(SSwwiittcchhiinnggRRoouutteerrss) mucho más rápidos, económicos y eficaces que los routers.
La habilidad de crear redes virtuales mediante software permite a un administrador de red
agrupar y reagrupar usuarios fácilmente, cuando sea necesario, y con independencia de
su localización física. Los administradores de la red pueden reorganizar a los usuarios en
redes virtuales desde una consola de gestión de red sin desplazarse hasta los
concentradores de cableado, ahorrando tiempo y dinero. Adicionalmente, se pueden
establecer fronteras de comunicaciones, utilizando una función de enrutamiento para que
el administrador pueda dar a todos los usuarios de la red acceso a correo electrónico, y al
mismo tiempo restringir el acceso al servidor del departamento financiero para que sólo
puedan hacerlo los miembros de ese departamento.
Figura 4.50. Beneficios de la Creación de Redes Virtuales
44..77..33..22..11 MMEERRCCAADDOO DDEE LLOOSS SSUUIICCHHEESS OO CCOONNMMUUTTAADDOORREESS
A medida que el mercado de Redes LAN Suicheadas madura, se especializa, al igual que
ocurrió antes con los hubs y los routers. La variada oferta de conmutadores LAN abarca
desde pequeños dispositivos que dan servicio a unos pocos nodos clientes de un servidor
326
de datos, hasta conmutadores que actúan como troncales de muy alta velocidad y
densidad de puertos en grandes redes corporativas.
A pesar de que el costo por puerto de los equipos para las LAN suicheadas actualmente
es más alto que el de los repetidores compartidos o hubs (poco a poco se reducen las
diferencias), es notablemente más bajo que el coste de otras Tecnologías de Alta
Velocidad, como ATM y el tradicional anillo FDDI (las cuales requieren, además, nuevas
tarjetas de interfaz de red y nuevo diseño de cableado).
44..77..33..22..22 RREEDDEESS LLAANN SSUUIICCHHEEAADDAASS YY CCOOMMPPAARRTTIIDDAASS
Los Suiches para redes LAN se utilizan para resolver problemas de ancho de banda, a
media que se manifiestan. Los conmutadores pueden integrarse por pasos, reemplazando
gradualmente los hubs de acceso compartido, los cuales pueden asignarse a su vez a
áreas que no demanden más ancho de banda. Usuarios que puedan compartir redes de
10 Mbps pueden conectarse directamente a su hub tradicional y este a su vez conectarse
a un puerto del Conmutador o Suiche.
Los usuarios más potentes y los servidores pueden conectarse a puertos individuales del
suiche para obtener ancho de banda dedicado.
44..77..33..33 PPLLAANNIIFF IICCAACCIIÓÓNN DDEE UU NNAA RREEDD CCOONNMMUU TTAADDAA
Cuando se hayan determinado las necesidades de conmutación y se planee implementar
una red conmutada, los desafíos que hay que encarar son los típicos de cualquier
tecnología nueva que se implanta por primera vez en una red:
Entender cómo trabajan las tecnologías de conmutación.
Seleccionar los mejores productos para nuestras necesidades y conocer cómo operan
los nuevos equipos.
Integrar la tecnología más reciente con la tecnología ya existente (redes locales
compartidas, enrutadores o routers, aplicaciones de gestión de red).
Optimizar el diseño y la configuración, tanto en las redes totalmente conmutadas como
en las redes híbridas.
Durante la planificación, hay que considerar diversos factores. Algunos afectan al
rendimiento del Suiche, tales como el diseño del hardware y las técnicas de envío de
327
datos. Otros tienen que ver con la configuración de la interconexión de las redes
conmutadas, tales como los tipos de conmutadores que hay que usar, su emplazamiento
en la red y el uso de interconexiones de alta velocidad.
44..77..33..33..11 CCLLAASSEESS DDEE CCOONNMMUUTTAADDOORREESS
El tipo de conmutador que se elija depende en gran medida de la arquitectura global de la
red. En una arquitectura centralizada, se precisan conmutadores localizados
centralmente, con alta densidad de puertos, similar a los grandes hubs de cableado, y
generalmente asumen las funciones avanzadas de la red (seguridad de acceso, definición
de VLAN, etc.). En una arquitectura distribuida, varios conmutadores más pequeños (de
sobremesa o apilables para grupos de trabajo) se conectan a un conmutador central, a
menudo basado en Fast Ethernet o Gigabit Ethernet, con funciones de Enrutamiento.
La gran variedad de diseños de equipos de Conmutación que los fabricantes lanzan al
mercado y la evolución tan rápida que está experimentando esta Tecnología, hace que
resulte muy difícil clasificarles por tipos. A continuación se muestran algunos de los
perfiles de Suiches más usuales.
Los CCoonnmmuuttaaddoorreess ddee SSoobbrreemmeessaa son ideales para un entorno de conmutación
distribuida. Aunque puedan tener conexiones opcionales de alta velocidad, no soportan
expansión (incremento del número de puertos) ni tienen la modularidad ni la robustez de
los hubs de conmutación basados en chasis.
Los CCoonnmmuuttaaddoorreess AAppiillaabblleess permiten agrupar varias unidades sobre un bus de
expansión; dicho bus debe proporcionar el ancho de banda suficiente para manejar
comunicaciones fullduplex entre todos los puertos soportados sin bloqueo (o casi sin
bloqueo).
Los CCoonnmmuuttaaddoorreess MMoodduullaarreess son de varios tipos. Algunos se limitan únicamente a
proveer funciones LAN Suicheadas. Otros, ccoonnmmuuttaaddoorreess ddee nniivveell, incorporan buses de
alta velocidad para funciones de suicheo.
Los Hubs de Suicheo o Concentradores de Conmutación son hubs híbridos
(habitualmente hubs 10/100) dotados con uno o más repetidores y un único módulo de
conmutación interno. Estos equipos no son verdaderos conmutadores, ya que no
disponen de matriz de conmutación interna; el swiche interno sirve para interconectar dos
segmentos compartidos de distinta velocidad: un segmento Ethernet de 10 Mbps, y un
segmento Fast Ethernet de 100 Mbps.
328
Los CCoonnmmuuttaaddoorreess 1100//110000//11000000 dotados con un número reducido de puertos (entre 8 y
24) y con uno ó dos slots para módulos de ampliación de mayor velocidad son los equipos
más vendidos, ya que son económicos y versátiles, capaces de atender necesidades muy
variadas:
44..77..33..33..22 TTÉÉCCNNIICCAASS DDEE EENNVVÍÍOO DDEE DDAATTOOSS
El rreettaarrddoo es una de las medidas utilizadas para comparar conmutadores. Corresponde al
período de tiempo comprendido entre el momento en que el Suiche recibe el primer byte
de un paquete y el momento en que empieza a transmitirlo. El retardo de un suiche
depende de varios factores: la arquitectura suiche, el tamaño de los paquetes transmitidos
y la técnica de envío de datos.
En una operación "cutthrough", el conmutador empieza a retransmitir el paquete antes
de recibirlo por completo.
Una técnica alternativa, "store and forward" comprueba la validez de los paquetes antes
de enviarlos. Tramas en malas condiciones, por lo tanto, no pueden propagarse a través
de la red evitando tráfico innecesario.
Algunos conmutadores LAN soportan una única dirección MAC en cada puerto. La
conexión de un solo dispositivo en un puerto de conmutación permite que ese dispositivo
disponga de todo el ancho de banda del segmento. La mayoría de los Suiches LAN
soportan un elevado número de direcciones en cada puerto y permiten conectar una única
estación o toda una subred (la cual puede estar constituida a su vez por grupos más
pequeños, conmutados y/o compartidos).
44..77..33..33..33 CCOONNTTRROOLL DDEE FFLLUUJJOO YY BBUUFFFFEERRIINNGG
Los bbuuffffeerrss (memoria intermedia), son como “salas de espera”; ayudan a manejar
temporalmente las sobrecargas cuando un conmutador empieza a congestionarse. En el
momento en que un suiche recibe un volumen de tráfico superior al que puede manejar,
puede empezar a perder paquetes.
Muchos puertos enviando datos simultáneamente a otro de igual velocidad (e.g. donde
está el servidor ), pueden generar un cuello de botella (bloqueo) y algunos paquetes
pueden perderse.
Cuando las redes deban manejar cargas muy pesadas de tráfico, el rendimiento está
determinado sensiblemente por el número de buffers que puedan encontrarse en cada
329
puerto. Si un puerto no puede dar salida a la información que le llega (por ejemplo, porque
el bus,con un ancho de banda insuficiente, está ocupado constantemente) y la capacidad
de almacenamiento del buffer está saturada, el suiche empieza a perder paquetes.
Infortunadamente, los buffers son caros porque requieren módulos de memoria y otros
componentes hardware; sin embargo si se instalan equipos dotados con capacidad de
“buffering” limitados, los servidores de datos de altas prestaciones y otros valiosos
recursos de red estarán desaprovechados, porque deberán esperar hasta disponer de
ancho de banda suficiente para transmitir.
El CCoonnttrrooll ddee FFlluujjoo también ayuda a los conmutadores a manejar fuertes cargas de tráfico.
Un mecanismo de control de flujo evita la pérdida de datos. Cuando la memoria
intermedia (los buffers) del conmutador satura su capacidad, el suiche simula tráfico a uno
o más puertos de entrada.
Los dispositivos conectados a los puertos afectados se ven obligados a detenerse antes
de enviar más datos, dando al suiche la oportunidad de vaciar los buffers de los puertos
congestionados sin pérdida de datos. Aunque el control de flujo es muy valioso para
prevenir la pérdida de tramas, no es una solución ideal, ya que afecta a las estaciones
conectadas a puertos no congestionados, degradando sus conexiones de red.
Los mecanismos de control de flujo y los buffers son muy importantes en los
Conmutadores ATM, ya que ATM soporta velocidades mixtas (por ejemplo, 25 Mbps en
los computadores personales y 155 Mbps en la red troncal). El control de flujo es
especialmente crucial para el transporte de paquetes de datos sobre celdas ATM. Debido
a que un paquete de Red LAN a través de un suiche ATM se fragmenta en varias celdas
ATM, la pérdida de cualquiera de ellas significa que todo el paquete debe ser
retransmitido. Para prevenir esta situación de pérdida de control, los suiches ATM
necesitan un mecanismo que advierta a las estaciones transmisoras para que vayan más
despacio cuando el conmutador empieza a congestionarse. El Foro ATM ha definido
varias especificaciones para el control de flujo.
Un Conmutador que deba soportar transmisión de voz, vídeo y datos (basado en ATM,
Fast Ethernet o Gigabit Ethernet, por ejemplo) debería poder manejar su capacidad total
de almacenamiento intermedio, asignando más o menos memoria a cada puerto
conmutado en función del tipo de tráfico que deba transferir. [20]
330
44..77..44.. RREETTAARRDDOO DDEE TTRRAAMMAASS ((FFRRAAMMEE RREELLAAYY))
El retardo de tramas (Frame relay) es un protocolo de las redes WAN que se emplea para
conectar dos redes LAN a través de una troncal de paquetes suicheados.
Las tecnologías de Retardo de Tramas emergieron como un servicio de las Redes
Digitales de Servicios Integrados (RDSI), mediante las cuales proporcionaron una red
conmutadas de alta velocidad, para la conexión de elementos como los enrutadores
(routers).
El retardo de tramas emplea técnicas de multiplexación estadística, para combinar
información desde múltiples elementos en un mismo flujo de bits, para que sean
transmitidos dentro de la misma troncal Frame Relay. De esta manera se proporciona
ancho de banda a la red LAN en la medida que éste se requiera. Dicha disponibilidad de
ancho de banda está disponible para cualquier elemento del sistema sólo cuando se
ejecuten actividades de envío de datos.
El Retardo de Tramas emplea la encapsulación para transmitir información.
Fundamentalmente, una trama que se recibe desde una LAN se coloca en una trama y se
transmite a través de la troncal Frame Relay hasta su destino final. Cada trama contiene
información de direccionamiento, la cual se emplea para enrutar la trama a través de
múltiples suiches.
El Retardo de Tramas trabaja adecuadamente en ambientes que necesitan velocidad y
facilidades de transmisión en Áreas Amplias, con capacidad de manejo de altas
congestiones. Sin embargo, el Retardo de Tramas no se aconseja para transmisiones que
requieren control de tiempos, como la voz o el video.
44..77..44..11 FFOORRMMAATTOO DDEE LLAA TTRRAAMMAA
Para el Retardo de Tramas, se considera la siguiente estructura:
331
Delimitador del Final de
la Trama
Chequeo de la
Secuencia de la Trama
Información
Encabezado del
Retardo de Trama
Delimitador del
Comienzo de la Trama1 byte
0 - 4000 bytes
2 bytes
1 byte
Figura 4.51. Formato del Retardo de Tramas
Los componentes de cada una de las tramas se definen de la siguiente manera:
DDEELLIIMMIITTAADDOORR DDEELL CCOOMMIIEENNZZOO DDEE TTRRAAMMAA:: Corresponde a una secuencia de 8 bits que indica
el comienzo de una trama
EENNCCAABBEEZZAADDOO DDEELL RREETTAARRDDOO DDEE LLAA TTRRAAMMAA:: Contiene información de direccionamiento y
control de las tramas, entre las cuales se distinguen el identificador de conexiones de
enlace (Número que identifica la conexión multiplexada dentro del canal), la elegibilidad
para descartar (Donde se define la prioridad y se indica qué tramas se pueden descartar
durante congestión de tráfico), la Notificación de congestión (Donde se proporciona
información al enrutador que recibe la trama y se indica si se han experimentado
congestiones) y la notificación de congestiones de respuesta (Información mediante la
cual se notifican a las tramas que viajan en dirección opuesta el congestionamiento, y de
esta manera, realizar control del flujo)
CCAAMMPPOO DDEE IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN:: Representa la información que viaja en la trama. Mide hasta
4KB.
CCHHEEQQUUEEOO DDEE LLAA SSEECCUUEENNCCIIAA DDEE TTRRAAMMAASS:: Es un campo de 2 bytes que permite detectar
errores que ocurren durante la transmisión.
DDEELLIIMMIITTAADDOORR DDEELL FFIINNAALL DDEE LLAA TTRRAAMMAA:: Corresponde a una secuencia de 8 bits que indica
el final de una trama.
44..77..44..22 AACCCCEESSOO AA LLAA RREEDD DDEE RREETTAARRDDOO DDEE TTRRAAMMAASS
Una conexión en una red de Retardo de Tramas requiere de un enrutador o de un puente
y una línea de transmisión desde el punto del usuario, hasta el puerto de entrada del
proveedor de servicios (Lo cual se conoce como conexión del puerto)
332
Los elementos fuente envían tramas al enrutador, la cual retransmite paquetes a los
puertos de conexión de la troncal Frame Relay. Dicha conexión unen los circuitos virtuales
permanentes o los circuitos virtuales suicheados, los cuales interconectan los enrutadores
de la organización. El conmutador o enrutador de Retardo de Tramas lee la dirección de
destino contenida en el encabezado de cada trama y la dirige al destino respectivo. Una
vez llega al destinatario, la información de todas las tramas se reensambla en su formato
original para que sea procesada.
Existen componentes que permiten enrutar protocolos que no pertenecen a una red LAN
hacia una red de área amplia empleando la tecnología de Retardo de Tramas. Esto se
conoce como Dispositivos de Servicio de Acceso al Retardo de Tramas (FRAD Frame
Relay Assembler/Disassembler), los cuales retoman información desde otros protocolos y
los convierte en segmentos, los encapsula en una trama y los envía a través de la troncal.
Troncal de
Retardo de Tramas
Puente / Enrutador
Puente / Enrutador
Puerto de Entrada del
Retardo de Tramas
Puerto de Entrada del
Retardo de Tramas
Puerto de Entrada del
Retardo de Tramas
Red LAN Corporativa
Red LAN Corporativa
Figura 4.52. Acceso a la red de Retransmisión de Tramas
44..77..44..33 CCOONNMMUU TTAACCIIÓÓNN EESSTTAADDÍÍSSTTIICCAA
El Retardo de Tramas emplea la conmutación estadística para permutar la información
que llega desde diferentes estaciones de trabajo en un mismo canal de transmisión. Si un
elemento necesita transmitir, se le asigna un lugar dentro del sistema. Si el elemento no
requiere transmitir ninguna información, entonces su ancho de banda se divide entre
aquellos elementos que sí tienen información para transmitir.
333
EEjjeemmpplloo:: Si existen 4 elementos que comparten un mismo canal, y cada uno tiene que
transmitir información, entonces a cada elemento se le asigna un acceso equivalente a ¼
del ancho de banda disponible. Sin embargo, en caso que sólo tres elementos requieran
transmitir información, entonces a dichas estaciones se le asigna 1/3 del ancho de banda
disponible.
334
55.. AANNÁÁLLIISSIISS DDEE LLAASS NNEECCEESSIIDDAADDEESS
Como su nombre lo indica, corresponde a un análisis de lo que se necesita brindarle a la
estructura para implementarla idóneamente. En el caso de una red LAN, hay que conocer
muy bien los requerimientos; de no ser así, existe la gran posibilidad de que se ejecuten
pobres alternativas durante las fases finales de implementación de dicha LAN.
Con el fin de encontrar la mejor solución a cualquier problema, es necesario conocer más
de las generalidades. A menudo, la decisión de implementar una LAN por primera vez o
migrar una LAN a tecnologías más nuevas es tomada por personas con conocimientos
limitados de lo que se requiere. La investigación de los detalles se deja en manos del
diseñador de la instalación.
Desde el punto de vista del diseñador, no es suficiente con saber qué se va implementar.
Para hacer esto es necesario identificar y definir en términos precisos las necesidades
funcionales de los usuarios. Los resultados del análisis de necesidades deben constituir
la respuesta a las siguientes preguntas:
Quién usará el servicio (Se entiende por servicio aquello que se desea implementar,
por ejemplo, sistemas de video, transmisión de datos mediante una LAN, etc.)
Qué espera que le brinde el servicio, hoy y en el futuro.
Quién será el responsable de la implementación del servicio.
Otro punto importante en un análisis de necesidades, es ayudar a prepararse a los
usuarios para próximos cambios. Al menos, con las rupturas e inconvenientes asociados
con la instalación y las pruebas de los nuevos equipos. Adicionalmente, también habrá
nuevas tecnologías y procedimientos a implementar. Esto puede requerir entrenamiento
para algunos o todos los usurarios.
Un análisis de necesidades debe incluir dos estudios, el primero es un examen del
ambiente actual y el segundo lista los cambios creados con el nuevo ambiente.
335
55..11.. EEVVAALLUUAACCIIÓÓNN DDEELL AAMMBBIIEENNTTEE AACCTTUUAALL
Algún cambio mayor debe ser consistente con las políticas de la organización propietaria
del edificio, por esta razón el estado actual no puede ser ignorado.
Al revisar el ambiente actual, es posible ganar una buena comprensión de lo que se hace
y cómo se hace. Una evaluación completa del ambiente actual brinda las bases para el
futuro.
Dentro del ambiente actual, hay cuatro áreas para examinar:
¿Cómo son las comunicaciones que actualmente tienen lugar entre los usuarios?.
¿Qué información es requerida por los usuarios para desempeñar correctamente sus
tareas?.
¿Cuál hardware está disponible?
¿Cuáles son las habilidades de los usuarios?.
55..11..11.. DDAATTOOSS EE IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN
Es importante conocer cuáles son los procedimientos actuales para el manejo de datos e
información. Se hace una distinción entre datos e información.
Los datos están en bruto, en una forma sin ningún significado. Son los números, nombres
y figuras recolectadas que no han sido puestas en ningún formato (no han sido tabuladas,
seleccionadas o resumidas).
La información son datos útiles. Esto es, los datos han sido organizados, calculados,
resumidos, de tal forma que signifique algo para alguien. Es difícil predecir qué tipo de
información será requerida por cada usuario. Es posible asegurar que los datos están
recolectados apropiadamente y seleccionados de tal forma que se pueda extraer
información útil de los datos cuando sea necesario.
Cuando se ejecuta un análisis del ambiente actual de información, algunos de los temas a
examinar incluyen los siguientes:
¿Cómo se rastrean, tabulan, seleccionan y accesan los datos?.
¿Cómo se utiliza la información (quién usa los datos, cuál es el tipo y frecuencia de los
reportes)?.
336
¿Qué hace falta o qué se podría mejorar con respecto a la recolección y
procesamiento de la información?.
55..11..22.. HHAARRDDWWAARREE
Asumiendo que algún tipo de tecnología está en el lugar, es necesario evaluar el
hardware utilizado y evaluar si puede incorporarse a un nuevo ambiente. Algunas áreas a
examinar son las siguientes:
Equipo de computadores utilizados actualmente (sistemas terminales, computadores
personales utilizados para el acceso local y remoto, impresoras y otros mecanismos
periféricos).
Sitios donde están ubicados los computadores (áreas de trabajo salas de equipos
especialmente). El conocimiento de la estructura física de estas localidades, de algún
requerimiento y disponibilidad de sistemas de HVAC (calentadores, ventilación y aire
acondicionado), del tipo y de la cantidad de salidas de potencia son de importancia
particular.
Los sistemas de cableado de telecomunicaciones existentes (el tipo de cables, conectores
y rutas de cables).
Alguna tecnología estándar que haya sido adoptada formal o informalmente por los
propietarios del edificio.
55..11..33.. PPEERRFFIILL DDEE UUSSUUAARRIIOOSS
A menudo, una información más sutil puede obtenerse de los usuarios de los sistemas
actuales. No solamente están enterados de la situación presente, sino que también
pueden explicar lo que desean en un nuevo sistema.
Efectuar una encuesta de los usuarios y sus experiencias (con software y hardware)
puede brindar información útil y también puede ser un indicador de los requerimientos de
entrenamiento.
En este punto se le puede solicitar a los usuarios su propio perfil. En este estarían
incluidos los mecanismos de recolección de información, y los sistemas de computador
con los que han trabajado, sus comentarios y el nivel de experiencia. Información similar
debe registrarse para desarrollos posteriores de software.
337
55..22.. DDEETTEERRMMIINNAARR EELL AAMMBBIIEENNTTEE FFUUTTUURROO
Para determinar los requerimientos funcionales de una nueva LAN, es necesario tener
acceso a muchos niveles dentro de la organización:
Los usuarios
Administración
Ejecutivos.
Cada uno podría contribuir con detalles como lo que se necesita, cómo se necesita y
cómo será implementado.
Los requerimientos futuros deben anticiparse de la manera más extensa posible. Sin
embargo, predecir las tecnologías exitosas y los nuevos equipos que estarán disponibles
en los próximos meses es casi imposible.
La infraestructura representa aquellos componentes que son más difíciles de cambiar.
Una buena infraestructura soportará muchos cambios tecnológicos y permitirá la
actualización del hardware y software cuando sea necesario. [2]
338
55..33.. BBRRIINNDDAARR CCOONNFFIIAABBIILLIIDDAADD
La confiabilidad es una característica importante de un sistema de transmisión de datos;
no conviene tener una red de cableado que falle constantemente y requiera mucho
mantenimiento.
La confiabilidad constituye uno de los aspectos más importantes para responder por las
necesidades planteadas por el cliente.
A continuación se muestran los principios fundamentales de la confiabilidad para el medio
de transmisión de datos en un sistema de comunicaciones.
55..33..11.. PPRRIINNCCIIPPIIOOSS FFUUNNDDAAMMEENNTTAALLEESS DDEE LLAA CCOONNFFIIAABBIILLIIDDAADD
PPrroobbaabbiilliiddaadd.. Si se hace un número grande de ensayos independientes aleatorios,
entonces la probabilidad P de que ocurra un evento en particular está dada por la razón.
ensayos de total Número
evento del incidentes de NúmeroP
en el limite en el que el número total de ensayos tiende a infinito.
CCoonnffiiaabbiilliiddaadd RR((rr)).. La confiabilidad del cableado de una red de comunicaciones puede
definirse como: “La probabilidad de que el cableado de una red de comunicaciones
funcione en un nivel de desempeño convenido, por un periodo específico y sujeto a
condiciones ambientales preestablecidas”.
La importancia de las condiciones ambientales en la confiabilidad del cableado radica en
que ésta puede generar ruido térmico, interferencias electromagnéticas asociadas por
líneas de potencia o deterioro físico del medio de transmisión.
La confiabilidad varía con el tiempo; un sistema de cableado de una red de
comunicaciones que se acaba de instalar, debe tener una confiabilidad de 1 cuando se
pone en servicio por vez primera. Seis meses después, la confiabilidad puede ser mucho
menor ya que aumenta la probabilidad de que ocurra una falla.
FFaallttaa ddee ccoonnffiiaabbiilliiddaadd FF((tt)).. Corresponde a “La probabilidad de que una parte del sistema
de cableado en una red de comunicaciones no funcione a un nivel de desempeño
convenido, por un periodo especifico, sujeto a condiciones ambientales preestablecidas”.
339
Ya sea que el sistema haya fallado o no, la suma de la confiabilidad más la falta de confia-
bilidad debe ser la unidad, es decir,
1 F(t) R(t)
TTiieemmppoo mmeeddiioo eennttrree ffaallllaass ((TTMMEEFF)).. Las definiciones anteriores, aunque son en extremo
útiles, tienen la desventaja de tener que especificar un periodo particular de
funcionamiento del sistema de cableado para una red de comunicaciones. Una medida de
desempeño más útil, que no involucra el periodo de operación, es el tiempo medio entre
fallas. El TMEF es aplicable a cualquier tipo de sistema de cableado que se pueda reparar
con el reemplazo de un tramo defectuoso. Supóngase que N tramos o sistemas idénticos
se prueban por un periodo total T. Cada falla se registra, el sistema se repara, se pone
otra vez en servicio y se determina el número total de fallas NF durante el periodo T. El
TMEF observado es
F
T
N
N TMEF
donde el intervalo de prueba T no incluye el tiempo de reparación total.
CCooeeffiicciieennttee ddee FFaallllaa .. Es el número promedio de fallas por tramo de cableado, por unidad
de tiempo. En este caso, el coeficiente de falla es el reciproco del TMEF, o sea,
TMEF
1
y el coeficiente de falla observado es
T
F
N
N
VVaarriiaacciióónn eenn eell ccooeeffiicciieennttee ddee ffaallllaa dduurraannttee llaa vviiddaa úúttiill ssiisstteemmaa ddee ccaabblleeaaddoo.. El
coeficiente de falla de un sistema particular varia en toda la vida útil del cableado. Es
posible identificar tres fases distintas, cada una con diferentes características de falla:
Falla temprana.
Falla por madurez (vida en funcionamiento normal).
Falla por desgaste.
Éstas se ilustran en la figura 5.1 que es la así llamada curva de "silla".
340
Fallas por madurez
(vida de trabajo normal)Fallas
por desgasteFalla
temporal
1 10 Tiempo
años
Fallas
por año
Figura 5.1. Curva de Silla para determinación del TMEF
La región de falla temprana, que dura quizá seis meses, ocurre a causa de partes del
sistema poco resistentes en el momento de la instalación y al desconocimiento de
personal en el momento de la instalación. La región de madurez, que dura posiblemente
10 años, se caracteriza por un bajo coeficiente de falla constante. La región de desgaste
se caracteriza por un coeficiente de falla creciente, conforme cada conductor llega al final
de su vida útil.
TTiieemmppooss ddee rreeppaarraacciióónn yy mmaanntteenniimmiieennttoo.. La facilidad de reparación y mantenimiento es
otra característica del cableado de un sistema de comunicaciones. No es conveniente
tener un sistema de cableado con una alta confiabilidad, pero que presente muchas
dificultades para su reparación, ya que cuando ocurra una falla el sistema puede quedar
fuera de servicio por muchas horas, perdiéndose así la ventaja de la alta confiabilidad. La
susceptibilidad de mantenimiento puede cuantificarse en términos de tiempos de
reparación y mantenimiento, según se muestra en la siguiente tabla:
TTaabbllaa 55..11.. TTIIEEMMPPOOSS DDEE RREEPPAARRAACCIIÓÓNN YY MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO DDEELL SSIISSTTEEMMAA DDEE RREEDD
Tiempo de reparación Tiempo en horas que se requiere para reparar una falla ocurrida y poner el sistema de cableado otra vez en servicio
Tiempo de mantenimiento Tiempo en horas que se requiere para realizar procedimientos rutinarios de mantenimiento y poner el sistema de cableado otra vez en servicio
341
DDiissppoonniibbiilliiddaadd ee iinnddiissppoonniibbiilliiddaadd.. La disponibilidad A se define como la proporción media
del tiempo total que el sistema de cableado funciona al nivel acordado de desempeño. La
indisponibilidad U se define, en forma análoga, como la porción media del tiempo que el
equipo no funciona correctamente, por lo que
1UA
Estas cantidades dependen tanto de la confiabilidad como de la susceptibilidad de
mantenimiento del sistema de cableado. [21]
342
66.. AASSPPEECCTTOOSS BBÁÁSSIICCOOSS EENN EELL DDIISSEEÑÑOO DDEE RREEDDEESS
La ANSI/TIA/EIA publica normas para la fabricación, instalación y desempeño de equipos
y sistemas de telecomunicaciones. Cinco normas son las que rigen el cableado de
telecomunicaciones en edificios, ellas dan pautas sobre el cable requerido, hardware,
equipos, diseño y practicas de instalación.
La mayoría de las normas incluyen secciones las cuales definen términos importantes,
acronismos y símbolos.
66..11.. NNOORRMMAASS DDEE LLAA EEIIAA//TTIIAA PPAARRAA EELL SSIISSTTEEMMAA DDEE CCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS DDEE
EEDDIIFFIICCIIOOSS
Las cinco normas que rigen el cableado son:
ANSI/TIA/EIA 568-A: Cableado para telecomunicaciones en edificios comerciales.
(Octubre 1995)
ANSI/EIA/TIA 569-A: Rutas y espacios para telecomunicaciones en edificios
comerciales (Octubre 1990)
ANSI/EIA/TIA 570: Cableado para telecomunicaciones en residencias y sector
comercial (Junio 1991)
ANSI/TIA/EIA 606: Administración de la infraestructura para telecomunicaciones en
edificios comerciales (Febrero 1993)
ANSI/TIA/EIA 607: Requerimientos de los sistemas de puesta a tierra para
telecomunicaciones (Agosto 1994)
Adicionalmente el NEC (Código Eléctrico Nacional, de Estados Unidos) ANSI/NFPA70
publicado por la asociación nacional de protección contra al fuego (NFPA) provee normas
para le seguridad eléctrica, para proteger tanto a personas como a equipos contra
incendios y contra riesgos eléctricos.
En esta sección se describen brevemente las cinco normas citadas anteriormente.
343
66..11..11.. AANNSSII//TTIIAA//EEIIAA 556688--AA:: CCAABBLLEEAADDOO PPAARRAA TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS EENN
EEDDIIFFIICCIIOOSS CCOOMMEERRCCIIAALLEESS..
La norma ANSI/TIA/EIA 568-A abarca el cableado para telecomunicaciones en edificios
comerciales. La norma provee especificaciones para un sistema de cableado genérico el
cual puede ser creado y usado con una variedad de productos de diferentes fabricantes.
Además de especificaciones para el diseño, las normas incluyen especificaciones de
desempeño para los cable y las componentes utilizadas en el cableado del edificio.
La ANSI/TIA/EIA 568A contiene cinco secciones de requerimientos generales para
aplicaciones especificas, estas aplicaciones son:
66..11..11..11 CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL
Se reconocen tres tipos de cables para utilizar en el cableado horizontal:
Cable de cuatro pares de UTP de 100
Cable de dos pares de STP de 150
Cables de dos fibras ópticas de 62.5/125m
Para cableado existente únicamente, se reconoce el cable coaxial de 50.
Esta sección también especifica la topología en estrella para cableado horizontal, la
longitud máxima en el cableado horizontal (que es de 90m, más 10m por canal para el
pathcord y jumpers) y la instalación de dos conectores de salida de telecomunicaciones
para cada área de trabajo.
66..11..11..22 CCAABBLLEEAADDOO VVEERRTTIICCAALL ((BBAACCKKBBOONNEE ))
Se reconoce cuatro tipos de cable para utilizar en el BACKBONE:
UTP de 100
STP de 150
Fibra óptica multimodo de 62,5/125m
Fibra óptica monomodo
Para cableado existente únicamente, se reconoce el cable coaxial de 50.
344
Esta sección también especifica las topologías para el cableado del BACKBONE ( entre
edificios y dentro de edificios), la longitud máxima para conectores cruzados, pigtails,
patchcords y consideraciones de aterrizamiento.
66..11..11..33 CCAABBLLEEAADDOO DDEE GGAABBIINNEETTEESS DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
Describe las funciones del gabinete de telecomunicaciones y describe las practicas que
deben ser seguidas para cablear.
66..11..11..44 CCAABBLLEEAADDOO DDEELL SSAALLÓÓNN DDEE EEQQUU IIPPOOSS
Se describen las funciones del salón de equipos
66..11..11..55 FFAACCII LL IIDDAADDEESS DDEE AACCCCEESSOO AALL CCAABBLLEEAADDOO
Describe las funciones de facilidad de acceso y presenta opciones para demarcar la red
Cuatro secciones de la ANSI/TIA/EIA 568-A contienen especificaciones para diferentes
tipos de cables que pueden ser utilizados en edificios comerciales, estos son:
66..11..11..55..11 UUTTPP DDEE 110000
Aquí se definen tres categorías:
Categoría 3, con características de transmisión hasta de 16 MHz
Categoría 4, con características de transmisión hasta de 20 MHz
Categoría 5, con características de transmisión hasta de 100 MHz.
Se especifican características físicas y de transmisión y códigos de colores, tanto para
cableado horizontal como para el backbone.
66..11..11..55..22 SSTTPP DDEE 115500
Especifica características físicas y de transmisión y códigos de colores, tanto para
cableado horizontal como para el backbone
66..11..11..55..33 FFIIBBRRAASS ÓÓPPTTIICCAASS
Fibra multimodo de 62,5/125 m, para cableado horizontal y para el backbone
Fibra monomodo, solo para el backbone
Las características físicas de las fibras y sus conectores son ilustradas en la norma 568-a
y en el capitulo de medios de transmisión, además de muestra el código de colores.
345
66..11..11..55..44 HHÍÍBBRRIIDDOOSS YY UUNNDDEERRCCAARRPPEETT
Esta norma no incluye especificaciones para cableado en áreas de trabajo.
66..11..22.. AANNSSII//EEIIAA//TTIIAA 556699:: RRUUTTAASS YY EESSPPAACCIIOOSS PPAARRAA TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
EENN EEDDIIFFIICCIIOOSS CCOOMMEERRCCIIAALLEESS
Esta norma proporciona especificaciones para el diseño y la construcción de rutas y
espacios para cableado de telecomunicaciones en edificios comerciales, es utiliza
especialmente para presentar futuras licitaciones y contratos.
Las especificaciones de la norma están basadas en las necesidades (en lo que se refiere
a telecomunicaciones) que tiene el cliente y en los posible cambios técnicos que se
pueden dar durante la vida útil de la edificación, también incluye sistemas de bajo voltaje
que llevan información dentro del edificio.
Además de lo anterior, la norma ofrece buenas definiciones en aspectos relacionados con
las rutas y espacios. Contiene muchas ilustraciones de rutas y equipos.
Tiene varias secciones, entre ellas la sección para rutas horizontales en la cual se
describen especificaciones para:
Sistemas de ductos bajo el piso
Conductos. Esta subsección incluye longitudes y empleo de corredores de conductos,
radios mínimos de curvatura para los conductos y un uso adecuado de cajas de
halado y caja de empalmes.
Acceso a pisos
Bandejas para cables y wireways. Esta subsección define los tipos de bandejas y
wireways y sus respectivos soportes y la instalación.
Rutas para cielorazos, incluye información sobre la utilidad de las columnas.
Rutas perimetrales
La sección de rutas para backbone describe especificaciones para:
Backbone dentro del edificio
Backbone entre edificios.
Las secciones restantes describen las siguientes especificaciones:
346
Rutas para estaciones de trabajo
Armarios de telecomunicaciones
Salones de equipos
Facilidades de acceso, incluyendo:
Subterráneas
Aéreas
Direct buried
Esta norma también contiene información importante sobre el control de fuego, en el
apéndice B, los símbolos utilizados en los planos del edificio representando los elementos
del cableado, esto último en el apéndice C.
66..11..33.. AANNSSII//EEIIAA//TTIIAA 557700:: CCAABBLLEEAADDOO PPAARRAA TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS EENN
RREESSIIDDEENNCCIIAASS YY SSEECCTTOORR CCOOMMEERRCCIIAALL
Esta norma provee especificaciones para la iniciación de sistemas de cableado el cual se
aplica al sector comercial y residencial.
La norma da una orientación en la iniciación de sistemas de cableados y define conceptos
y componentes importantes, también se proporcionan ilustraciones típicas de:
Inicio de sistemas de cableado
Planes de cableado residencial
Planes de cableado multiocupante
La sección sobre los requerimientos de instalación advierte que el cableado para
telecomunicaciones debe estar desconectado del punto de demarcación ( o desconectar
el auxiliar) durante cualquier operación de cableado, cualquier otra fuente de potencia que
arriesgue la instalación del cable también debe estar desconectada. Esta sección
especifica el código de colores y chaquetas de contacto asignados.
La sección de instalación incluye una subsección sobre reordenamientos del cableado y
como ellos difieren del cableado original.
Los procedimientos específicos para la iniciación del cableado están incluidos en la
subsección sobre instalación que también incluye información sobre:
Una salida de desconexión auxiliar
347
Distribución de aparatos, incluyendo conexiones de entrada y salida
Cables de estación y distribución, incluye requerimientos sobre la máxima tensión de
halado(110N), mínima distancia de cable inactivo para hacer conexiones (46cm),
máxima remoción de envoltura para hacer conexiones (de 8 a 15cm).
Cables bajo alfombras
Salidas de telecomunicaciones.
Los requerimientos técnicos para componentes del cableado también están incluidos en
esta norma.
También tiene un apéndice (apéndice B) que incluye información para la iniciación del
cableado, por ejemplo:
Planificación
Cableado en lugares de difícil acceso
Terminación del cable
Sistema de medida
Reordenamiento
66..11..44.. AANNSSII//TTIIAA//EEIIAA 660066:: AADDMMIINNIISSTTRRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURRAA PPAARRAA
TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS EENN EEDDIIFFIICCIIOOSS CCOOMMEERRCCIIAALLEESS
Esta norma describe los requerimientos para guardar registros e información que debería
estar disponible para ordenar apropiadamente la administración del sistema de
telecomunicaciones en un edificio comercial.
Para asegurarse de que los registros de administración estén ordenados correctamente
con su respectiva fecha, los instaladores deben entender:
Qué información se debe registrar
Cómo debe ser registrada la información
Cómo se deben marcar o rotular los aparatos y las estructuras
La norma requiere que se lleven cuentas de todos los aspectos del sistema de
telecomunicaciones (incluyendo cables, rutas, facilidades de conexión, empalmes,
348
sistemas de puesta a tierra, armarios de telecomunicaciones, salones de equipos y otros
espacios de telecomunicaciones).
Cada elemento del sistema de telecomunicaciones debe tener un código único de
identificación este código es utilizado para registrar el elemento, para registrar una
conexión o para relacionar elementos. Si el elemento requiere rótulos, dicho elemento
debe ser rotulado con el código respectivo (Mayor información en el Capítulo 10)
La subsección de registro explica qué información se debe registrar, también ilustra a
manera de ejemplo el proceso de registro.
66..11..55.. AANNSSII//TTIIAA//EEIIAA 660077:: RREEQQUUEERRIIMMIIEENNTTOOSS DDEE LLOOSS SSIISSTTEEMMAASS DDEE PPUUEESSTTAA
AA TTIIEERRRRAA PPAARRAA TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
La norma ANSI/TIA/EIA 607 especifica los requerimientos de aterrizamiento y de uniones
para el sistema de telecomunicaciones en un edificio comercial. También especifica
interconexiones entre diferentes aterrizamientos.
En esta norma se especifica:
La tierra de referencia para sistemas de telecomunicaciones en facilidades de acceso,
gabinetes de telecomunicaciones y salones de equipos.
Unión y conexión de conductores, aislamiento de cables, rutas y hardware de acceso,
gabinetes de telecomunicaciones y salones de equipos.
Esta norma también describe en detalle los requerimientos físicos para los cuatro
principales ítems en sistemas de puesta a tierra y uniones:
Uniones de conductores
Aterrizamiento del barraje principal
Aterrizamiento de barrajes
Interconexión de la unión del backbone y el conductor de tierra.
La interconexión entre estos componentes y su relación con tierras de otros edificios es
detallada en esta norma.
Los conductores utilizados para el sistema de puesta a tierra deben ser calibre 6AWG (o
más grande) de color verde. El conductor debe estar marcado con advertencias.
349
66..22.. CCOOMMPPOOSSIICCIIÓÓNN DDEELL SSIISSTTEEMMAA DDEE CCAABBLLEEAADDOO EESSTTRRUUCCTTUURRAADDOO..
En la norma 568A se definen los subsistemas que se ilustran a continuación:
CABLEADO
HORIZONTAL
SALIDA DE
TELECOMUNICACIONES
CABLEADO
VERTICAL O
BACKBONE
AREA DE
TRABAJO
GABINETE DE
COMUNICACIONES
SALIDA DE
PISO
DIS
TA
NC
IA
A
Figura 6.1. Componentes de un sistema de Cableado Estructurado, según la EIA/TIA
66..22..11.. FFAACCIILLIIDDAADDEESS DDEE AACCCCEESSOO
Estas consisten de las entradas y rutas de servicio para el sistema de
telecomunicaciones para un edificio, e incluyen las perforaciones u orificios de entrada a
través de las paredes del edificio y su prolongación en el interior.
350
Para definir la ubicación y la cantidad de caminos o facilidades de entrada por las cuales
los sistemas de telecomunicaciones de un edificio llegarán, se deben de tener en cuenta
algunos aspectos, tales como:
Requerimientos del usuario.
Alternativas para entregar el servicio.
Localización de otros servicios.
Ubicación de antenas de campo, y de señales que puedan ser fuente de interferencia
deben ser evitadas.
Tipo y uso del edificio.
Crecimiento.
Dificultades para la adición de más caminos en el futuro.
Tipo y tamaño de los cables que requieren ser instalados.
La alternativa seleccionada para la ruta de la facilidad de entrada debe satisfacer las
necesidades de seguridad y continuidad de servicio y otras necesidades especiales que
puedan existir.
Las facilidades de entrada entre edificios deben proveer las protecciones eléctricas y
mecánicas necesarias, las cuales son especificadas en los códigos eléctricos, los
fabricantes o vendedores de los equipos.
66..22..11..11 RRUU TTAASS PPAARRAA LLAA EENNTTRRAADDAA AALL SSEERRVVIICCIIOO DDEE
TTEELLEECCOOMMUU NNIICCAACCIIOONNEESS ..
Los métodos básicos para el acondicionamiento de las facilidades de acceso son:
Subterráneo.
Enterrado superficial.
Caminos aéreos.
66..22..11..22 FFAACCII LL IIDDAADDEESS DDEE AACCCCEESSOO SSUU BBTTEERRRRÁÁNNEEOO
Una facilidad de entrada subterránea esta compuesta de todos los conductos: tubería
conduit, canales, etc. e incluye los cuartos y cajas de acceso o inspección).
351
Es prerrequisito a una buena planeación, de las facilidades de entrada conocer la
formación del terreno, limitaciones topográficas e inclinación del terreno que permita un
buen drenaje. Incluso en los cuartos y a lo largo del recorrido se podría requerir ventanas
o respiraderos para la evacuación de vapor gaseoso.
También debe considerarse el tipo de tráfico por el sector, peatonal o vehicular, para
determinar la profundidad y el tipo de recubrimiento, concreto si es necesario.
En la norma EIA/TIA 569 pueden consultarse otros aspectos sobre el diseño de las
facilidades de entrada subterráneas como por ejemplo los tipos de tubería PVC y los
ductos metálicos y de fibra de vidrio, cajas de inspección necesarios.
66..22..11..33 FFAACCII LL IIDDAADDEESS DDEE AACCCCEESSOO AAÉÉRREEAASS
Cuando se contemple el uso de facilidades aéreas se deben considerar los siguientes
aspectos:
Estética del edificio y lugares circundantes
Cargas atmosféricas
Códigos aplicables
Claridad y separación de vías y líneas eléctricas
Protecciones mecánicas
Plan de expansión de obras publicas y privadas
Número de cables involucrados
66..22..11..44 FFAACCII LL IIDDAADDEESS DDEE AACCCCEESSOO EENNTTEERRRRAADDAASS SSUU PPEERRFF IICCIIAALLMMEENNTTEE
Se proporcionan las salidas de servicio al edificio sin conductos. Las ventajas del acceso
enterrado son:
Preserva una apariencia estética al edificio
Usualmente tiene un costo de instalación inicialmente bajo.
Se pueden evitar fácilmente los obstáculos comparados con los conductos.
66..22..22.. CCAABBLLEEAADDOO VVEERRTTIICCAALL DDEE CCAAMMPPUUSS BBAACCKKBBOONNEE..
En la norma EIA/TIA 568A se define como aquella que provee las interconexiones entre
los gabinetes de telecomunicaciones, cuartos de equipos y las facilidades de entrada en
352
el sistema de cableado estructurado de telecomunicaciones. Los gabinetes de
telecomunicaciones pueden estar ubicados en uno o más edificios.
Se puede hablar de Backbone vertical cuando se están enlazando dos o más centros de
cableado dentro de un edificio ubicados en niveles diferentes, e incluso se convierte en
nombre genérico cuando los dos gabinetes de telecomunicaciones están ubicados en el
mismo piso.
Se habla de Backbone de campus cuando se tienen varios edificios cuyos centros de
cableado deben ser conectados entre sí. Son frecuentes estos casos en universidades,
bases militares, centros comerciales e industriales.
Este subsistema consta de los medios de transmisión, conectores intermedios y
principales, terminales mecánicas, para la interconexión de gabinetes de
telecomunicaciones, cuartos de equipos y facilidades de entrada.
66..22..22..11 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA DDEELL BBAACCKKBBOONNEE ..
Al igual que en el cableado horizontal, definen la configuración del backbone de
telecomunicaciones como una topología en estrella, que se constituye en la estrella mayor
dentro del sistema de cableado estructurado, uniendo por uno o más de los medios que
luego se mencionan los gabinetes de telecomunicaciones.
Es importante tener presente que cada uno de estos centros de telecomunicaciones es un
ente autónomo que bien puede constituir una red local.
En este cada gabinete de telecomunicaciones es alambrado hasta un conector principal o
intermedio y luego a uno principal. No deben ser más de dos niveles jerárquicos de
conexión en el Backbone de cableado. Las interconexiones entre dos gabinetes de
telecomunicaciones cualesquiera no deberán ser de más de tres. Solamente un conector
individual deberá ser utilizado para llegar al conector principal.
Un solo conector en el Backbone de cableado puede satisfacer las necesidades de
conexión. Los puntos de conexión del Backbone pueden ser localizados en el gabinete de
telecomunicaciones, cuartos de equipos o en las facilidades de entrada.
La topología requerida por la norma 568A se seleccionó debido a su capacidad y
flexibilidad para satisfacer una variedad de requerimientos de aplicación. La limitación a
dos niveles de interconexión es impuesta por los limites de degradación de la señal por
los sistemas pasivos y por la simplicidad en la administración.
353
66..22..22..22 DD II SSTTAANNCCIIAASS EENN EELL CCAABBLLEEAADDOO DDEELL BBAACCKKBBOONNEE ..
Como en el cableado horizontal, en el Backbone también existen distancias máximas que
normalmente dependen del medio utilizado en el enlace.
En la siguiente figura se especifican la distancia máxima para el tramo del Backbone.
Dis
tan
cia
A
Figura 6.2. Consideración de distancia de la red troncal vertical (Backbone)
En la tabla 6.1 se especifican las distancias máximas permitidas para cada uno de estos
tramos.
TTaabbllaa 66..11:: DDIISSTTAANNCCIIAASS MMÁÁXXIIMMAASS PPAARRAA EELL CCAABBLLEEAADDOO VVEERRTTIICCAALL
MEDIO A
MÁXIMO (M)
UTP 800
Fibra Óptica Multimodo 2000
Fibra Óptica Monomodo 3000
66..22..33.. CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL
El cableado horizontal es aquella parte del cableado de telecomunicaciones que se
extiende desde la salida de telecomunicaciones en el área de trabajo hasta el gabinete de
telecomunicaciones o centro de cableado.
Este subsistema incluye, además del cable, los conectores de salida en el área de trabajo,
las terminaciones mecánicas y los conectores localizados en el gabinete de
telecomunicaciones.
El cableado horizontal, se debe considerar la siguiente lista de servicios y otros que
puedan requerirse de acuerdo a las necesidades especificas del área a cablear.
Servicio de telecomunicaciones para voz.
Equipo de suicheo local.
Comunicación de datos.
354
Redes de área local.
Adicionalmente para satisfacer los requerimientos de telecomunicaciones de hoy, el
cableado horizontal deberá facilitar el mantenimiento y la relocalización de áreas de
trabajo y acomodarse a los cambios futuros de equipos y servicios.
66..22..33..11 TTOOPPOOLLOOGGÍÍAA DDEELL CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL
El cableado horizontal deberá tener una topología en estrella. Desde el gabinete de
telecomunicaciones (Distribuidor Principal del Piso) parte un cable continuo y sin
empalmarse hacia una área de trabajo única.
Durante el recorrido del cableado horizontal solo se permite la ubicación de un punto de
transición (opcional) en el que no se deben ubicar equipos activos, ni se debe utilizar este
punto para realizar maniobras en el cableado.
66..22..33..22 DD II SSTTAANNCCIIAASS MMÁÁXXIIMMAASS EENN EELL CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL ..
En la norma 568A se establece que la máxima distancia horizontal debe ser de 90 metros
independientemente del tipo de medio. Esta es la longitud del cable desde la terminal
mecánica de el medio en el gabinete de telecomunicaciones o distribuidor de piso (FD)
hasta la salida de telecomunicaciones (TO).
Es importante tener presente que aunque el medio utilizado permita una distancia mayor
para la transmisión sin perjuicio o deterioro de la señal, la norma limita la distancia a 90
Metros.
La distancia máxima entre el equipo terminal y el equipo fuente o equipo de aplicación
específica es de 100 metros.
Los diez metros de diferencia entre esta distancia máxima del cableado horizontal (90 m)
y la distancia máxima entre equipo terminal y equipo fuente esta representada por los
cordones de puente que son requeridos en las instalaciones para realizar la
administración. Estos puentes son los cordones terminales o terminal cord requeridos
para las terminales y los cordones de puente utilizados en los distribuidores llamados
patchcords o jumpers, etc.
En la figura 6.3 se pueden apreciar las distancias permitidas para el modelo de cableado
horizontal en cable de cobre.
355
CC CE T5 mts
Cable
equipo
Patch
cordTerminal
cord
CANAL
ENLACE
E: Equipo distribuidor de piso
C: Conexión
T: equipo terminal en el area de trabajo
90 mts
Figura 6.3. Distancia del Cableado Horizontal
66..22..44.. ÁÁRREEAASS DDEE TTRRAABBAAJJOO
Los componentes del área de trabajo se extienden desde la salida final de
telecomunicaciones del cableado horizontal hasta el equipo en la estación de trabajo.
(terminales, PC's, teléfono, etc. )
Con respecto a las salidas de telecomunicaciones se deben tener en cuenta las siguientes
consideraciones:
En cada área de trabajo se debe disponer como mínimo de una salida doble (voz y
datos) ubicada de tal manera que se facilite la conexión de los equipos y no
entorpezca el acceso del personal.
Estas salidas de telecomunicaciones deben ser configuradas de tal manera que una
salida de telecomunicaciones debe ser soportada por un cable UTP de 100 y la
segunda salida debe ser soportada con uno de los cables siguientes: UTP de 100 ,
STP de 150 de dos pares, o fibra óptica multimodo.
En las áreas de trabajo también se debe contar con un cable terminal con dos
conectores iguales en cada extremo.
En algunas ocasiones pueden requerirse adaptadores especiales (activos o pasivos),
que se deberán instalar externamente a la salida de telecomunicaciones.
356
66..22..55.. GGAABBIINNEETTEE DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
Un gabinete de telecomunicaciones es el lugar a donde se alojan las terminales de todos
los cables con un hardware de terminación adecuado a cada tipo de cables, ya sea
provenientes del cableado Horizontal o del Backbone.
En este gabinete también se alojan los cordones de puente, patchcord, que permiten la
administración de cada uno de los enlaces de cableado y que le dan flexibilidad a la
instalación en cuanto al uso que a cada enlace se le quiera dar. Para una adecuada
organización de los patchcord deben instalarse paneles organizadores de cable.
GABINETE DE
COMUNICACIONES
Figura 6.4. Ubicación del gabinete de comunicaciones
En el rack irán instalados los equipos de telecomunicaciones requeridos para la red, tales
como: concentradores, repetidores, Suiches, enrutadores, etc., montados directamente
sobre los rieles del rack o sobre bandejas apropiadas.
El gabinete de telecomunicaciones se compone de uno o más racks o bastidores con un
ancho estándar de 19" de acuerdo con la norma EIA/TIA 569, estos bastidores pueden ser
abiertos o cerrados, la elección de uno u otro depende en muchas ocasiones de la
ubicación del centro de cableado y de la seguridad requerida.
Los rack cerrados, tipo gabinete, deben estar provistos de multitomas eléctricos,
extractores de aire, un barraje de puesta a tierra, sistema de iluminación, paneles de
administración de cableado. Los racks abiertos tendrán una ventilación natural, y deberán
contar con un
multitoma y un sistema de anclaje que le dé estabilidad.
Los rack son fabricados en diferentes materiales, Acero, aluminio, y lamina de hierro, en
este ultimo caso deben de tenerse cuidados especiales para evitar la corrosión, se
recomienda el tratamiento de la lamina y la pintura electrostática horneada.
357
Algunos de los componentes del gabinete de telecomunicaciones son:
Rack, distribuidor de telecomunicaciones.
Sistema de iluminación.
Sistema de potencia eléctrica
Conductos que permiten la llegada de los cables desde las diferentes áreas de
trabajo.
Conductos que permiten la interconexión con otros gabinetes de telecomunicaciones.
Puerta de acceso.
Cielo falso.
Piso falso, etc.
Algunas o todas las funciones del gabinete de telecomunicaciones pueden suplirse
alternativamente por un cuarto de equipos.
Todo edificio debe contener un gabinete de telecomunicaciones o un cuarto de equipos o
incluso varios de estos si así se requiere.
66..22..66.. SSAALLÓÓNN DDEE EEQQUUIIPPOOSS OO CCUUAARRTTOO DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
Un salón de equipos corresponde a una pieza especial que proporciona los ambientes y
espacios apropiados para la operación de los equipos de telecomunicaciones. Los
salones de equipos generalmente se consideran para servir como acceso al edificio.
En general un salón de equipos tiene las siguientes funciones
Sirve de terminación y conexión del cableado horizontal y del backbone.
Provee de espacios de trabajo para el personal.
Son diseñados de acuerdo a los requerimientos del cliente y tiene asociados costos,
tamaño y complejidad de los equipos.
También puede servir como una parte de las facilidades de acceso o como gabinete
de telecomunicaciones.
Aunque un salón de equipos usualmente sirve como entrada al edificio, ocasionalmente
los edificios usan más de un salón de equipos para ofrecer aspectos como:
Facilidades de entrada separadas para diferentes tipos de equipos y servicios.
358
Redundar en las facilidades de acceso como estrategia para minimizar fallas
Facilidades de acceso separadas para cada usuario en un edificio ”multiusuarios”
Un salón de equipos deebbee sseerr vveerrssááttiill,, es decir un salón de equipos debe ser diseñado
para alojar tanto aplicaciones actuales como futuras, debe prever el crecimiento del
sistema y permitir el remplazo de equipo durante su vida útil, con mínimas interrupciones
del servicio y menores costos.
La figura 6.5 muestra un esquema simplificado de algunos de los componentes de un
cuarto de telecomunicaciones. En éste se puede observar un rack con sus distribuidores
(patchpanels), una caja telefónica con sus regletas, administradores de cable, cables de
puenteo y equipos de red.
Canaleta
metalica
Acometida telefonica
Pro
tecto
r d
e
esta
do
so
lido
RACK
Figura 6.5. Disposición física de un cuarto de Comunicaciones
Para que el closet de telecomunicaciones cumpla apropiadamente con las funciones es
necesario que en el diseño de este se tengan en cuenta:
Facilidades de potencia eléctrica.
Polo a tierra.
359
Adecuadas identificaciones
Espacio.
Buena ventilación.
Debe estar libre de polvo y humedad.
En cuanto al diseño de un closet de telecomunicaciones la norma EIA/TIA 569 provee de
la información necesaria para la planeación y el diseño y dependiendo del área a servir un
edificio puede tener más de un centro de cableado.
En la norma se considera que debe haber un centro de cableado por cada piso y que se
deben tener centros de cableado adicionales cuando el área servida supere los 1000 m2 o
cuando la distribución de las áreas de trabajo excedan los 90 metros.
Los centros de cableado deben estar enlazados con un Backbone que utilice uno de los
medios que se aceptan en las normas y para ello se debe disponer de un ducto apropiado
que permita el tendido de dicho cable.
Los cuartos de telecomunicaciones estarán localizados lo más cerca posible del centro del
área servida, es decir, a los usuarios de la red; con esto se obtienen entre otras las
siguientes ventajas:
Se reducen los costos de instalación pues la cantidad de cable y de obra civil es
mucho menor
Se puede hacer una más rápida localización de fallas en la transmisión asociadas a la
ruta del cableado.
El espacio del cuarto de telecomunicaciones deberá estar dedicado exclusivamente a
facilitar todas las actividades referentes al sistema de telecomunicaciones y por tanto en
su interior no se deben tener equipos de otro tipo.
Figura 6.6. Rotulación de conectores en el rack gabinete de comunicaciones
360
El rotulado de los conectores del rack en el gabinete de comunicaciones se realiza,
generalmente con marcas adhesivas, que permiten identificar claramente las conexiones
que se realicen.
Para el rotulado de los equipos y cables, se tiene en cuenta la recomendación de la
EIA/TIA en su norma 606. El ejemplo de la figura 6.7, complementa la información
contenida en la figura 10.2, ya que ilustra la ubicación física de los rótulos que se emplean
en los cuartos de telecomunicaciones. [22]
361
Figura 6.7. Ubicación de los rótulos de identificación en los gabinetes y salidas del salón de equipos
66..22..77.. PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA DDEELL SSIISSTTEEMMAA DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
Una importante responsabilidad del instalador consiste en proteger a las personas,
propiedades, y equipos de voltajes y corrientes “externas”. Se entiende por externas los
voltajes y corrientes que no son propias del funcionamiento de los sistemas de
distribución de telecomunicaciones.
Las consecuencias de dichas perturbaciones pueden ser:
362
Heridas graves en personas que pueden llegar hasta la muerte.
Destrucción del equipo electrónico.
Tiempos perdidos
Degradación de los procesos y del trabajo.
66..22..77..11 PPRREEVVEENNCCIIÓÓNN DDEE LLOOSS CCHHOOQQUU EESS EELLÉÉCCTTRRIICCOOSS
Para evitar daños por cortocircuito, se debe evitar:
Contacto con componentes eléctricos mal aterrizados.
Situarse en suelos húmedos.
Mala ventilación e iluminación.
Emplear barracas conductoras durante tormentas eléctricas.
En lo que respecta a la instalación de la infraestructura de comunicaciones se debe
verificar siempre el aterrizamiento de conductores, blindajes, y equipo metálico y la
ausencia de fallas potenciales antes de entregar la instalación a otro personal o cliente.
La inspección de seguridad debe considerar:
Impactos directos de descargas atmosféricas.
Desbalance del potencial a tierra.
Contactos con circuitos eléctricos.
Inducciones
Los ejemplos de las condiciones que causan estos disturbios eléctricos se ilustran a
continuación.
363
Descarga en la línea de
comunicaciones
Descarga en la Edificación
Falla directa de las fases de
potencia en la línea de
comunicaciones
Inducciones debidas a líneas
de Potencia
Figura 6.8. Disturbios eléctricos en líneas de comunicaciones
A menos que se pueda verificar, los equipos siempre deben asumirse como energizados.
Por ello un instalador siempre debe ser muy cuidadoso con las condiciones anormales
durante la construcción de un proyecto.
Se deben emplear prudentemente guantes de goma cuando se vaya a verificar la
presencia de voltajes peligrosos, empleando equipos adecuados.
66..22..77..22 PPRROOCCEEDDIIMMII EENNTTOOSS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLAASS PPUUEESSTTAASS AA TT II EERRRRAA ..
Dada la importancia de los equipos de telecomunicaciones, se requiere realizar una
puesta a tierra adecuada para estos. Típicamente, se acostumbra colocar la puesta a
tierra en los siguientes puntos:
Lugares y sitios con cables expuestos.
Gabinetes de equipos.
Centros y piezas de ubicación de equipos.
En la práctica, es preferible llevar el electrodo de puesta a tierra del sistema de
comunicaciones tan cerca como sea posible a la puesta a tierra en general, pues tanto el
cableado de comunicaciones como el de potencia debe ser perfectamente referenciados.
364
En caso de no existir un electrodo de puesta a tierra para el circuito de potencia, entonces
se debe acondicionar un sistema de puesta a tierra para el cableado de
telecomunicaciones.
66..22..77..22..11 SSEERRVVIICCIIOO EELLÉÉCCTTRRIICCOO DDEE PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA
El mejor punto para realizar el aterrizamiento del sistema de telecomunicaciones es el
llamado “sseerrvviicciioo eellééccttrriiccoo ddee ppuueessttaa aa ttiieerrrraa”.
Las nuevas construcciones deben tener los medios para acceder a la puesta a tierra,
mediante:
Electrodos conductores para la puesta a tierra.
Mallas de puesta a tierra.
Conexiones externas unidas al tablero general de interruptores según la norma 2050
ICONTEC, que permite la conexión a un conductor de cobre 6 AWG debidamente
aprobado, como se ilustra a continuación.
Conexión externa
de Puesta a Tierra
Figura 6.9. Conexión externa de puesta a tierra del tablero de interruptores
66..22..77..22..22 IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEELL EELLEECCTTRROODDOO DDEE PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA
El electrodo más aconsejable para instalar el aterrizamiento es una varilla de 2.40 m con
recubrimiento de cobre para puesta a tierra. A ella va conectada un conductor 6 AWG.
Toda unión emplea soldadura exotérmica.
Se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:
365
Todo electrodo de puesta a tierra deberá estar distanciado al menos 1.8 m de los
demás electrodos.
Los electrodos y mallas que son parte del sistema de protección contra descargas
atmosféricas no son permitidos para usarse como aterrizamientos del sistema de
telecomunicaciones.
Sin importar la alternativa elegida para instalar la puesta a tierra, las demás
apantallamientos (sistema de potencia, estructura del edificio, tubería metálica ) deben
unirse entre sí.
Las tuberías de agua y de gas pueden emplearse como electrodos de puesta a tierra,
pero deben unirse equipotencialmente a la tierra general.
66..22..77..22..33 PPRROOTTEECCCCIIÓÓNN DDEE CCIIRRCCUUIITTOOSS DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS..
La función primordial de las protecciones son:
Drenar sobrevoltajes y transientes provenientes de los circuitos expuestos.
Proteger contra sobreintensidades de corriente.
Las protecciones para circuitos de telecomunicaciones se las clasifican en:
PPRROOTTEECCCCIIOONNEESS PPRRIIMMAARRIIAASS:: Se instalan lo más cerca posible al punto en el que los medios
de transmisión entran al edificio.
El conductor de tierra debe conducir adecuadamente corrientes de falla y de descargas.
PPRROOTTEECCCCIIOONNEESS SSEECCUUNNDDAARRIIAASS:: Se emplean como protección de respaldo. Permiten
proteger contra sobrevoltajes y contra corrientes de falla de bajo voltaje.
PPRROOTTEECCCCIIOONNEESS DDEE DDAATTOOSS YY AALLAARRMMAASS CCOONNTTRRAAIINNCCEENNDDIIOOSS: Permiten optimizar las
protecciones contra descargas atmosféricas. No tienen la posibilidad de proteger contra
fallas de potencia.
Las protecciones más indicadas de clase primaria son los fusibles. En caso de
sobrecorriente, el lado expuesto debe operar sin dañar el conductor de tierra ni el circuito
de comunicaciones.
366
Cable sin
apantallar
Cable
apantallado
Fusible de
protección
Conector a
tierra
Figura 6.10. Diagrama Circuital para protección por sobrecorrientes
367
77.. PPLLAANNIIFFIICCAACCIIÓÓNN DDEE LLAA IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
La planeación de la instalación apropiada de un sistema cableado involucra múltiples
actividades. Todas estas actividades deben completarse antes de instalar cualquier cable,
cuando estén terminadas se debe desarrollar un plan “comprensivo” y de esta manera el
equipo de instalación estará totalmente preparado para comenzar con el proyecto.
Los cuidados de seguridad deben tomarse en cuenta antes de comenzar el trabajo. La
instalación de los cables puede ser programada para estructuras existentes (reajustes) o
en edificios nuevos. El cableado existente debe ser removido de las rutas y espacios
antes de instalar un nuevo sistema.
Cuando un sistema cableado es solicitado, el cliente ya tiene una idea de lo que quiere y
a través de una licitación, solicitud de propósito, contrato formal, orden de compra u otros
documentos oficiales, transmiten las ideas de la compañía de instalación. La mayoría de
estos documentos contienen los planos y las especificaciones que determinan cuales
materiales deben usarse, cuando deben instalarse y bajo cuales estándares. Estos
documentos deben complementarse con el desarrollo de una serie de planos de
instalación, una lista de materiales, alcance de la instalación, y un cronograma global del
proyecto; Mientras más largo sea el proyecto, más complejos e importante se convierten
estos documentos para una instalación exitosa.
Un miembro del equipo de instalación debe ejecutar una encuesta o inspección del sitio
para identificar todos los aspectos de la instalación y como debe ser dirigido cada uno de
ellos por el equipo. Los resultados de la inspección serán usados para desarrollar el
cronograma y el plan trazado para satisfacer los deseos del cliente.
El desarrollo de un plan de instalación debe involucrar todos los aspectos de instalación.
La comprensión de los estándares (normas) de instalación nacionales o locales, las
especificaciones del fabricante, y los principios de telefonía, contribuyen al éxito del plan
de instalación. La complejidad es directamente proporcional al tamaño de la instalación.
368
Los diferentes documentos que ya existen deben ser reunidos con los nuevos
documentos del proyecto. El equipo de instalación debe tener disponible documentos
tales como:
Planos del cliente
Planos del diseñador
Lista de materiales
Alcance del trabajo que el cliente desea
Copia del contrato con el cliente que contiene otros documentos que determinan el
progreso o el método de instalación para el proyecto.
El equipo de instalación también debe tener una copia de la respuesta de la licitación.
369
77..11.. PPLLAANNOOSS
Los planos se usan para ilustrar diferentes estados de la infraestructura de
telecomunicaciones planeada e instalada. Generalmente los planos conceptuales y de
instalación suministran datos importantes que facilitan la comprensión de los registros.
Estos planos documentan la infraestructura de telecomunicaciones, y por tanto no esta
demás tener registros gráficos de equipos, componentes del sistema de cableado como
centros de cableado, cuartos de equipos, salidas de telecomunicaciones, backbone, etc.
siendo estos parte del sistema de documentación de la administración que complementan
los planos de instalación de la infraestructura de telecomunicaciones.
77..11..11.. PPLLAANNOOSS CCOONNCCEEPPTTUUAALLEESS
Los planos conceptuales (e.g. Un diagrama de líneas) se emplean para ilustrar un diseño.
Usualmente ellos no incluyen todos los elementos de la infraestructura de
telecomunicaciones o identificaciones y no necesariamente hacen parte de la
documentación de la administración.
77..11..22.. PPLLAANNOOSS DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
Los planos de instalación son usados como documentos gráficos de la infraestructura de
telecomunicaciones. Estos deben ilustrar los elementos de infraestructura relevantes,
tales como conductos, bandejas, etc., así como también los elementos empleados para su
instalación, soportes, etc., siempre que sea posible. La identificación de los componentes
puede limitarse a los aspectos que se consideren más relevantes.
77..11..22..11 PPLLAANNOOSS DDEELL CCLL IIEENNTTEE
Usualmente, estos gráficos son heliografías preparadas por un arquitecto, la siguiente
explicación puede utilizarse para determinar cuales heliografías son necesarias:
PPLLAANNOOSS AARRQQUUIITTEECCTTÓÓNNIICCOOSS ““AA””:: Muestran una vista plana de cada piso del edificio. Son
llamados ppllaannooss ““AA”. Los planos arquitectónicos involucran todos los aspectos de la
construcción física de un edificio, ellos dan detalle de ítems tales como: paredes, techos,
pisos, puertas, cabinados y amoblados.
PPLLAANNOOSS MMEECCÁÁNNIICCOOSS ““MM”” YY ““PP””: Incluye los planos para el aire acondicionado (HVAC) y la
tubería. Los planos mecánicos se identifican como ppllaannooss ““MM”” mientras que los planos de
370
tubería como ppllaannooss ““PP””. Ambos son importantes porque indican el tamaño y la ruta de las
diferentes estructuras mecánicas. Ellos a su vez indican los posibles obstáculos u
obstrucciones presentes para la instalación de los cables dentro del edificio.
PPLLAANNOOSS EELLÉÉCCTTRRIICCOOSS ““EE””: Son muy importantes para las instalaciones de
telecomunicaciones. Ellos indican no sólo donde están ubicados los servicios eléctricos
dentro del edificio, también muestran qué ruta debe instalar el contratista para el uso de
equipos de telecomunicaciones. Ellos también indican el sistema de puesta a tierra
diseñado por el ingeniero electricista. Los planos indican la localización de las estructuras
de soporte instaladas por el contratista general, tales como tablas de enchapes en
maderas. Algunos ingenieros electricistas crean una hhoojjaa ““EE”” a parte para las
telecomunicaciones, en instalaciones muy complejas se puede encontrar hhoojjaass ““EE”” a parte
para sistemas eléctricos, de teléfonos, información, video, alarmas contra incendio y
detectores de intrusos.
PPLLAANNOOSS EESSTTRRUUCCTTUURRAALLEESS ““SS””:: Son importantes ya que indican la localización de todos los
componentes de la estructura del edificio (las vigas de hierro, los pisos de concreto, las
paredes externas y otros componentes que conforman la estructura básica. Estos
elementos contienen secciones detalladas, los cuales dan una vista plana y una elevación
de las estructuras. Muchas veces también se incluye en estos planos una vista
seccionada de los componentes específicos del edificio.
PPLLAANNOOSS DDEELL SSIITTIIOO:: Indican la localización de cualquier ruta exterior que esta siendo
instalada para uso del contratista de telecomunicaciones. Estos planos indican el tamaño,
la cantidad y la ruta de las diversas trayectorias y cual servicio prestara cada una de ellas.
Estos planos usualmente indican las trayectorias de acceso al servicio.
77..11..22..22 PPLLAANNOOSS DDEELL DD II SSEEÑÑAADDOORR
Idealmente, un diseñador de distribución de comunicaciones registrado, ha sido
contratado por el cliente para desarrollar los planos y especificaciones de
telecomunicaciones. Si no es así, un miembro del equipo de instalaciones podría
desarrollarlos. Estos planos indican el tamaño, cantidad, descripción y ruta de los cables a
ser instalados, así como el tipo de infraestructura utilizada para soportar cables.
Los planos deben indicar el tipo de cable a ser instalado, las secuencias de empalme (si
hay), y los pares de cables a ser extendidos a todos los gabinetes de telecomunicaciones.
El tipo de hardware para conexiones debe también mostrarse en los planos en tamaño,
371
cantidad y configuración, la mayor parte del tiempo, deben prepararse planos separados
para cada tipo de sistema de telecomunicaciones a ser instalado. Esto es, los planos
separados son preparados para los cables de cobre, cables de fibra óptica, cables
coaxiales y los cables de bajo voltaje. Si el proyecto es pequeño toda esta información
esta contenida en un solo plano.
Detalles de elevación de los gabinetes y los arreglos de varias partes de los equipos
deben ser parte de los planos. Un detalle para cada pared y rack en cada gabinete.
También se debe incluir una vista plana del hardware que se monta directamente sobre el
suelo.
Los planos también deben indicar la estructura de soporte que se va a instalar por el
equipo de instalación de telecomunicaciones, cómo va a ser la instalación e identificación,
y cómo se va a utilizar ésta durante la instalación de los cables.
77..11..22..33 CCOONNVVEENNCCIIOONNEESS UUSSAADDAASS EENN LLOOSS PPLLAANNOOSS
De acuerdo a la norma EIA/TIA 606, se sugieren una lista de convenciones para ser
usadas en la realización de planos. Estas convenciones, en muchos casos se asimilan a
las estipuladas en los planos eléctricos.
100mmEMT
Extremo de tubería
Tubería que señala destino. Especifica tamaño, tipo y destino.
Tubería que baja. Especifica tipo y tamaño
Tubería que sube. Especifica tipo y tamaño
Columna técnica de uso interior. Especifica tipo y tamaño
Perforación o abertura, buitron. Especifica dimensiones.
Bandeja portacables (Tipo, dimensiones)
372
Ducto sobrepuesto (tipo, dimensiones)
SÍMBOLOS DE ESPACIOS
HH
Caja de Empalme Handhole (dimensiones)
MH
Caja de Empalme Manhole (dimensiones)
PB
Caja de halado (dimensiones)
NOMBRE
Nombre del espacio
SÍMBOLOS DE EMPALMES
Localización del empalme
Empalme recto
Empalme con cambio
Empalme con ramal
Empalme aislado
SÍMBOLOS VARIOS
Salida de telecomunicaciones montada en pared. (Tipo, tamaño, configuración, aplicación)
Salida de telecomunicaciones montada en piso. (Tipo, tamaño, configuración, aplicación)
A
Salida de telecomunicaciones montada en techo, loza. (Tipo, tamaño, configuración, aplicación)
Rack de telecomunicaciones
373
Gabinete de equipos
Un ejemplo práctico para representar la implementación de una futura instalación de red
se presenta en la figura 7.1, correspondiente al plano de una red LAN en una oficina
Figura 7.1. Plano de diseño de una red LAN
374
77..22.. AALLCCAANNCCEE DDEELL TTRRAABBAAJJOO
El AAllccaannccee ddeell TTrraabbaajjoo para el proyecto constituye una guía para el equipo de instalación.
Puede ser generado por el cliente, el diseñador, la compañía de instalación cuando se
ofrece o responde a una solicitud de respuestas del cliente (RFP) o por su equipo de
instalación.
El Alcance del Trabajo debe indicar:
El trabajo que va a ser desempeñado
Los materiales que van a ser instalados
La metodología empleada
Como va a ser probada la instalación completa
Cuándo y cómo va a ser entregado la instalación al cliente
Aclaraciones o acuerdos de la elaboración en los diversos artículos involucrados en la
instalación
77..22..11.. EELL CCOONNTTRRAATTOO
El ccoonnttrraattoo se escribe para documentar el acuerdo entre el cliente y el contratista. Algunos
clientes no emplean un contrato sino qué simplemente generan una orden de compra que
se refiere a otros documentos asociados con el proyecto. Si el contrato esta disponible,
asegúrese de que todos los documentos listados estén disponibles, los contratos varían.
Debe familiarizarse con el contrato que maneja su compañía. Los contratos también
pueden relacionar las multas o sanciones asociadas con el no cumplimiento del trabajo o
retrasos en el desarrollo. Ponga particular atención a los daños, especialmente cuando se
requieren garantías de desempeño como parte del contrato.
77..22..22.. CCRROONNOOGGRRAAMMAA DDEE TTRRAABBAAJJOO
Las compañías utilizan una variedad de estilos de administración (dirección) y de
software. Dos de los más prominentes paquetes de software en el mercado son los MS
Project y MacProject Pro, se emplean varios gráficos y diagramas que le permiten al
equipo de instalación rastrear la recepción de materiales y los desembolsos, la
terminación de los ítems laborales el estado global del proyecto día a día.
375
También pueden emplearse cronogramas manuales, especialmente cuando el proyecto
es corto y poco complejo.
77..22..33.. RREEGGIISSTTRROO DDEELL PPRROOYYEECCTTOO
La persona encargada en el sitio del proyecto debe tener registro diario del proyecto. Este
registro debe reflejar cada trabajo hecho, si es finalizado y los planes para el día
siguiente.
Algunas veces, se requieren copias de estos registros para entregarlos al cliente o al
contratista general periódicamente, la precisión es crítica para la credibilidad de este
registro.
77..22..44.. IINNSSPPEECCCCIIÓÓNN DDEELL LLUUGGAARR
Una vez todos los documentos iniciales del proyecto han sido obtenidos, se desarrolla una
inspección del sitio, un miembro (ó varios) del equipo de instalación visitan el lugar de la
instalación. Ellos deben observar todos los lugares donde van a ser desarrollados los
trabajos de instalación. Cuando se haga esta inspección, lleve con usted los documentos
del cliente y del diseñador. Esto le permitirá identificar lugares específicos relacionados
con el proyecto y con el trabajo a ser desarrollado allí. Los documentos pueden también
indicar obstáculos ocultos a nivel del suelo.
Debe emplearse una lista de chequeo en cada proyecto para asegurar que todos los
puntos de interés estén incluidos durante la inspección. Cuando se encuentran
problemas, deben formularse planes para sobrepesarlos mientras se esta en el sitio.
Toda la información recogida durante una inspección del sitio debe ser colocada en el
expediente del proyecto. Esta información se volverá invaluable después, especialmente
si se asignan a la instalación nuevos miembros.
Cuando se visita el lugar de un proyecto bajo construcción, usted debe determinar quien
es el responsable de la construcción de las trayectorias (rutas) y espacios. Los
documentos del cliente deben afirmar si está siendo abastecido por el contratista general
o por su empresa. La mayoría de las veces, las rutas y espacios de un nuevo edificio son
parte de la responsabilidad del contratista general y/o su subcontratista eléctrico.
Determine la ubicación física de todos los gabinetes, su tamaño tipo de construcción,
configuración de planta, y si sus responsabilidades requieren interfaces con otros oficios.
376
Localice las rutas existentes que han sido construidas por el contratista determine su
estado de cumplimiento y haga las siguientes preguntas:
¿Existe alguna orden de cambio que afecte las rutas y espacios?
Si es así, ¿cómo afectan el proyecto?
¿Cómo está instalada la infraestructura de puesta a tierra de edifico?
¿Cumple con la normatividad ANSI/TIA/EIA607 y/o con el Código Eléctrico Nacional?
Las respuestas a estas y otras preguntas determinarán como podría implementarse el
proyecto.
Si el proyecto es reajustado, usted debe identificar todas las rutas y espacios existentes
que se utilizan para telecomunicaciones, sus tamaños, capacidades, utilización,
congestión, y el cumplimiento con los respectivos códigos.
77..22..55.. RREEUUNNIIÓÓNN IINNIICCIIAALL DDEE CCOONNSSTTRRUUCCCCIIÓÓNN
Después de completar la inspección del sitio, el director del proyecto de
telecomunicaciones debe sostener una reunión inicial con el equipo entero de
instalaciones. En esta reunión el gerente del proyecto y el líder del equipo deben asignar
las responsabilidades a cada uno de los involucrados. Así se aseguran las funciones del
equipo.
77..22..66.. LLIISSTTAA DDEE MMAATTEERRIIAALLEESS
Una lista de materiales debe haber sido preparada durante la fase de licitación. Esta lista
debe contener todos los artículos a ser instalados como:
Descripción
Número del catálogo
Cantidad
Precio total
Muchos contratistas preparan una lista similar para la instalación de unidades laborales
las cuales indican el monto y tiempo requerido para cada parte de la instalación.
377
77..22..77.. PPEEDDIIDDOO DDEE MMAATTEERRIIAALLEESS
La persona responsable de esta labor debe ordenar los materiales del proyecto.
Los materiales exentos son artículos que se puedan omitir fácilmente, es decir, que son lo
suficientemente pequeños como para no paralizar la obra. Estos artículos pueden incluir
cinta, tornillos, lazos, etc.
La orden de compra (OC) par los materiales debe realizarse por escrito y debe guardarse
una copia de estas órdenes en el archivo del proyecto.
77..22..88.. RREECCEEPPCCIIÓÓNN DDEE MMAATTEERRIIAALLEESS
Cuando los materiales lleguen, el miembro del equipo que tenga la responsabilidad debe
recibir los materiales, inventariarlos (contarlos) y colocarlos en preparación para su
transporte al sitio de trabajo.
Todos los artículos recibidos en el local del contratista deben ser contados en la
recepción. Cada paquete debe chequearse contra la lista de empaque por cantidad,
identidad y condición. Si los paquetes son maltratados en el transito, el contenido del
paquete podría estar dañado. Verifique esto con el agente de entrega antes de firmar. Si
usted intenta quedarse con el material, dañado o no, indique el tamaño del daño en la lista
de empaque y en el manifiesto de embarque para futuros reclamos.
Si los materiales entregados en el sitio de trabajo están visiblemente defectuosos en la
llegada se deben devolver al fabricante.
Una vez todos los artículos asociados con el planeamiento y la instalación están
identificados, se esta preparado para crear el itinerario del proyecto. Si la instalación es en
un edificio bajo construcción, la primera tarea sería obtener y referencíar la construcción.
Esto incluye todas las tareas con su respectivo tiempo de ejecución. No se deben saltar
etapas, por ejemplo, no se puede instalar el Backbone o el cableado horizontal hasta que
las rutas y espacios estén listos.
Con el itinerario listo y planteando reuniones de instalación, planes de seguridad, ordenes
de trabajos y estrategias, la instalación de los medios se puede llevar a cabo.
Todos los aspectos anteriores (como planos, lista de materiales, registros del proyecto,
etc.) son importantes para obtener una identificación muy general del medio, pero para
tener una documentación e identificación completa son necesarios factores como rótulos,
registros, vínculos, códigos que serán expuestos en el siguiente capítulo.
378
379
88.. IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLAASS EESSTTRRUUCCTTUURRAASS DDEE SSOOPPOORRTTEE
Las estructuras de soporte se requieren para permitir la instalación del cable, del
hardware de conexión y de los elementos asociados. Dichos soportes comprenden
estantes de conexión (Racks), gabinetes, anillos en D (Drings), tablas de enchape en
madera, bandejas de cable y hardware asociado.
Los elementos y su respectiva instalación cumplen con los requerimientos de la
normatividad expedida por la TIA y la EIA.
La mayoría del hardware relacionado en este capítulo comprenda una variedad de
tamaños, colores, fabricantes, etc.; el instalador se familiarizará con estos productos y sus
requerimientos de instalación. Aunque no se refieran muchos otros productos, los que se
discuten aquí son los más representativos.
88..11.. MMOONNTTAAJJEE DDEELL GGAABBIINNEETTEE DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
Existen dos clases de gabinetes de telecomunicaciones:
Salón de equipos (Cuarto de Telecomunicaciones)
Gabinete de telecomunicaciones
La función de estos dos gabinetes es básicamente la misma. Ambos soportan la
instalación de cables, hardware de conexión, pigtails, patchcords y equipo electrónico.
La diferencia principal radica en el tipo de equipo que se instala en cada uno de ellos.
El salón de equipos se diseña para albergar grandes artefactos como gabinetes de
telefonía, marcos principales para el procesamiento de datos, equipo de video. El área del
piso del salón de equipos debe ser grande en relación al gabinete de telecomunicaciones,
ya que se prevé una alta concentración de equipos en un espacio reducido.
La calefacción, ventilación y el aire acondicionado requieren también de grandes áreas y
espacios.
380
El gabinete de telecomunicaciones se diseña solo para un número determinado de
equipos y de acuerdo al área disponible. También puede albergar gabinetes de telefonía,
marcos principales para el procesamiento de datos, equipo de video, pero de menor
tamaño y menor cantidad.
Los edificios cuentan mínimo con un salón de equipos o un gabinete de
telecomunicaciones en cada piso. Lo anterior dependiendo del tamaño del proyecto y sus
respectivas necesidades y futuras expansiones.
El gabinete de telecomunicaciones puede contener:
Cableado horizontal y su hardware de conexión
Cableado vertical y su hardware de conexión
Cables de acceso al edificio y su hardware de conexión
Equipo de telecomunicaciones
Equipo de procesamiento de datos
Equipo de redes públicas
Equipo de video
Sistemas de buscapersonas
Sistemas de edificios inteligentes
Los puentes conectores entre los sistemas de cableado horizontal y vertical se encuentran
en el gabinete de telecomunicaciones. Las salidas de las áreas de trabajo deben ser
cableadas hasta el hardware de conexión en dicho gabinete. De este modo se
proporciona una conexión entre las salidas de trabajo y el backbone o red troncal; el
cableado horizontal debe ser terminado en el gabinete de telecomunicaciones en el
mismo piso al cual va a servir. El cableado entre gabinetes es considerado Backbone.
Se requiere que el gabinete de telecomunicaciones tenga tablas de enchape en madera
de 2cm de espesor, las cuales se instalan mínimo en dos muros del gabinete. El enchape
en madera debe pintarse con pintura aislante, retardante del fuego y de color luminoso. El
enchape proporciona un espacio para empotrar el hardware de conexión.
Los documentos del diseñador indican el tamaño, ubicación, cantidad y nomenclatura del
equipo que se instalará en el gabinete.
381
88..11..11.. TTAABBLLAASS YY LLÁÁMMIINNAASS DDEE EENNCCHHAAPPEE EENN MMAADDEERRAA
Los enchapes de madera se usan en los muros del gabinete de telecomunicaciones y
vienen en dos tipos: (1) interior y (2) exterior y en cuatro grados: A; B; C y D.
La lámina del enchape normalmente tiene 1,2m de ancho por 2,4m de alto, el espesor
varía de 2 a 2,5cm.
El enchape permite que los tornillos penetren completamente a través de él, para permitir
un correcto empotramiento del hardware. Los enchapes no requieren de más de 2cm de
espesor, pues éste es suficiente para sostener cualquier equipo de telecomunicaciones.
Una clasificación de laminas de enchapes de madera pueden resultar agrupando dos
grados en un enchape. Por ejemplo, un grado A/B es una cara “A” y el reverso es “B”.
Para telecomunicaciones es utilizado el grado A/C, el grado “A” es expuesto en el interior
del gabinete y el lado “C” es ubicado contra la estructura del edificio o en el muro del
gabinete.
88..11..11..11 IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS EENNCCHHAAPPEESS EENN MMAADDEERRAA
Las láminas del madera se deben instalar desde el piso hasta el cielo raso a una altura de
2,4m. En caso que la altura del techo sea mayor, no existe problema alguno en ubicar los
enchapes de madera un poco más arriba.
El enchape debe ser instalado de tal forma que no halla separación entre las láminas
adyacentes. Cuando se instala en una esquina, debe ser instalado a plomo y adyacente al
borde del muro y formando un ángulo de 90º entre las láminas.
El enchape debe ser asegurado a un muro existente o a puntillas metálicas en el
perímetro del salón. Cuando se requiere instalar el enchape empleando puntillas en un
lugar donde no hay muro, entonces los tornillos a utilizar deben tener una longitud mínima
de 4cm más del que se utilizaría si hubiera muro.
382
Figura 8.1. Tablero del enchape en madera que se instala entre esquinas
Cuando el enchape se instala sobre muro y éste ya ha sido instalado previamente usando
puntillas metálicas, se utilizan pernos para dar estabilidad a la instalación. Estos pernos
deben tener un diámetro mínimo de 3,2cm y una longitud suficiente para permitir ubicar el
perno detrás del muro.
Figura 8.2. Instalación en la que se emplean pernos o remaches en muros secos
Para esta aplicación en muro, los pernos deben ser instalados aproximadamente a 60cm
uno del otro alrededor del perímetro del enchape y a 5cm del borde.
383
Figura 8.3. Enchape en madera que se instala empleando pernos o remaches
Si es posible, se debe instalar el enchape alrededor del perímetro de todo el gabinete.
Esto aumentará el aprovechamiento de espacios en el muro del gabinete y permite
instalar cables alrededor del muro facilitando el acceso a los equipos.
88..11..22.. BBAANNDDEEJJAASS DDEE CCAABBLLEESS
Las bandejas de cables están disponibles en muchos tamaños y configuraciones. Unas
son de barras sólidas, otras son de tubo, mientras otras son fabricadas en varilla común.
También existen bandejas abiertas y cerradas.
Las bandejas son fabricadas con acero y aluminio; estas proveen de una ruta para
albergar y sostener los cables entre el gabinete de telecomunicaciones y las áreas de
trabajo, también sirven para soportar cables entre un muro y otro.
88..11..33.. BBAANNDDEEJJAASS DDEE TTUUBBOO
Este tipo de construcción la bandeja está construida de tubos comunes; dentro de cada
sección de la bandeja hay huecos. Este tipo es más liviano que el de barra sólida y es
más fácil de manejar en áreas de trabajo elevadas.
El tubo utilizado tiene un diámetro que varía entre 2,5 y 5cm y una separación entre tubos
entre 15 y 92cm.
384
Figura 8.4. Bandeja portacables en tubo
La bandeja de tubo puede ser montada en el muro de la estructura del edificio o
soportada en el techo con varillas delgadas y sus respectivos accesorios.
Las varillas deben ser instaladas mediante el empleo de aseguradores de un tamaño
adecuado y su respectivo hardware. Selecciónese el diámetro de la varilla correcta para
soportar la carga máxima a la cual está diseñada la bandeja.
Figura 8.5. Soportes de techo para la bandeja portacables
Una bandeja de tubos puede ser soportada por soportes de muro, estos se instalan a lo
largo de la ruta de la bandeja. El número y el intervalo de separación depende de la
carga.
385
Figura 8.6. Soporte de muro
Las bandejas de tubos pueden ser instaladas en un nivel o en varios niveles. Las
esquinas y cambios del plano horizontal son elaboradas cortando y conectando secciones
de bandeja con herramientas adecuadas.
Figura 8.7. Doble bandeja portacables con soporte de techo
Los postes retenedores de cable, están disponibles en longitudes entre 15 y 30cm y
permiten confinar los cables en la bandeja.
386
Figura 8.8. Poste de retención de cable
88..11..44.. CCUURRVVAASS MMOODDUULLAARREESS
Las curvas modulares de las canastillas se fabrican usando varillas de ¼” ó 3/8” soldadas
entre sí de manera que forman una malla. Normalmente se fabrican de dos alturas, que
son: 1½” y 2”; sin embargo también las hay disponibles en profundidades de 4” y 6”.
Estas se pueden pedir en baño galvanizado, con recubrimiento galvanizado
electroplatazinc, con secciones de acero inoxidable, o simplemente pintadas. Están
disponibles en longitudes de 3 metros. Estas curvas son muy útiles para la instalación en
áreas confinadas debido a que son muy ligeras.
Figura 8.9. Bandeja portacables para curvas
La instalación de las curvas se lleva a cabo empleando herramientas de mano taladros y
cortadoras. A diferencia de la canastilla standard las curvas se pueden ajustar de acuerdo
a los cambios de elevación y dirección horizontal sin necesidad de adaptadores
especiales.
Por norma, la curvatura mínima del radio debe ser al menos 4 veces el diámetro de la
chaqueta exterior. En el caso del cable categoría 5, el diámetro es de ¼”, por tanto, el
radio de curvatura debe ser mínimo 1”.
387
Figura 8.10. Canaleta para conductor de comunicaciones y fibra óptica. La curvatura interna tiene un diámetro de 1”.
Figura 8.11. Canastilla modular en el plano vertical
Figura 8.12. Canastilla modular en el plano Horizontal
Las curvas modulares sostenidas por soportes de muro. Éstos se instalan primero en la
ruta de la bandeja de cable distanciándose entre sí en intervalos que dependen de la
carga a soportar por la bandeja. Antes de instalar los soportes de muro se deben colocar
apropiadamente chazos o machuelos. Es importante seleccionar el chasis adecuado o no
soportará el peso de la bandeja y de los cables.
388
Las canaletas modulares se pueden instalar en uno o más niveles. Las esquinas y
cambios de nivel horizontal se realizan por un corte selectivo de las varillas en la bandeja
portacable sobre unos puntos específicos, empleando sierras y conectando los puntos
mediante el uso de herramientas apropiadas (Ángulos verticales y horizontales).
88..11..55.. IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE BBAANNDDEEJJAASS PPOORRTTAACCAABBLLEESS
En el ejemplo que se muestra a continuación se instalo una bandeja entre muros a un
gabinete de comunicaciones. El closet mide 3m de ancho por 3m de profundidad con una
puerta en el centro del muro.
Figura 8.13. Ubicación de las bandejas portacables en un gabinete de comunicaciones
Según se muestra en la figura 8.13, la bandeja portacables se instala entre muros
opuestos, usando ángulos de muro para asegurar la bandeja en cada extremo. Los
chazos soportan la bandeja en las secciones centrales. Mediante el empleo de estos
sujetadores se proporciona suficiente soporte a la bandeja y a los cables que ésta
contiene.
El instalador podrá elegir también, dependiendo de las circunstancias, varillas de soporte
que se pegan desde el techo para sostener la bandeja portacables.
La figura 8.14 muestra de una forma muy detallada la instalación de una bandeja porta
cables.
389
Figura 8.14. Vista isométrica de la instalación de una bandeja portacables
Se recomienda que la bandeja se instale en todos los puntos del muro del closet de
comunicaciones para asegurar la existencia de rutas para cables que se llevaran desde
un lugar del gabinete por medio de la bandeja hasta otro punto del gabinete.
Cabe anotar que los anillos en D no pueden usarse como sustitutos de la bandeja
portacables.
Es aconsejable acudir a los catálogos proporcionados por los fabricantes para elegir
adecuadamente los elementos necesarios para realizar una excelente instalación de las
estructuras civiles.
88..11..66.. IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS AANNIILLLLOOSS EENN DD
Los anillos en D se emplean para soportar porciones de cable que van desde un punto
terminal hasta el opuesto en un enchape de madera. Sin embargo, éstos no deben
sustituir la bandeja portacables.
Los anillos en D están disponibles en muchos tamaños, formas, materiales y colores
siendo los más comunes en aluminio.
390
Figura 8.15. Instalación típica de los anillos en D
88..11..77.. TTUUBBEERRÍÍAA CCOONNDDUUIITT
Los conduit son rutas empleadas por el cableado horizontal. Las terminaciones de los
conduit se llevan a un gabinete. Aquí los cables se enrutan a lugares específicos o llevan
a los equipos de otros lugares.
En la terminación del conduit se deben instalar abrazaderas. Es muy importante emplear
codos cuando se este manipulando fibra óptica o cables de gran tamaño debido a que
estos restringen el radio de curvatura para prevenir daños. Cabe anotar que el radio de
curvatura no puede ser menor que 10 veces el radio exterior de todo el cable.
Las terminaciones del conduit se colocan adyacentes a una esquina del gabinete. Si los
conduit no se pueden ubicar en estas posiciones entonces se deben usar bandejas porta
cables.
Si los cables que se emplean son muy voluminosos y cruzan verticalmente el gabinete, se
debe usar un portacables vertical, ubicado de manera que soporte los cables desde el
suelo hasta el techo. Estos cables deben ser sujetados a la bandeja para garantizar un
buen soporte.
391
Figura 8.16. Bandeja portacables, tipo vertical
Los soportes del conduit deben proporcionar continuidad eléctrica entre el tubo conduit y
el riel de soporte, de manera que se asegure el aterrizamiento de estos elementos al
sistema de puesta a tierras del sistema de telecomunicaciones.
Figura 8.17. Conduits en sujetados en canal
En caso de que en el sistema solo se emplee un reducido número de tubos conduit. éstos
se deberán asegurar a la tierra del sistema de telecomunicaciones por medio de
abrazaderas apropiadas para esto. Dichas abrazaderas reciben el nombre de Bushing
392
Figura 8.18. Bushing o abrazadera para puesta a tierra
88..11..88.. CCAABBLLEESS DDEE PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA
Los cables de puesta a tierra y sus respectivos nodos deben instalarse de manera que no
sean obstruidos por bandejas portacables ni por ninguna clase de equipos. Los cables de
puesta a tierra siempre se deben instalar de manera que recorran la distancia más corta
entre los puntos a conectar, pues las curvaturas pueden interferir en la efectividad del
sistema de puesta a tierra.
88..11..99.. MMAARRCCOO FFRROONNTTAALL DDEE LLOOSS RRAACCKKSS
Los equipos que son montados en los racks requieren de un marco, que consiste en unos
rieles con un número determinado de perforaciones organizados y distanciados de
manera que se pueda garantizar la instalación de los equipos. Normalmente los racks
tienen una altura de 1.8m.
Cuando se instalan proyectos bajo norma EIA/TIA 568A se deben usar marcos dobles,
pues estos facilitan la instalación de los elementos que se emplean para el soporte de los
cables y de los equipos.
393
Figura 8.19. Marco frontal de un Rack
Es aconsejable colocar una canaleta para llevar la salida del rack a las salidas del sistema
de telecomunicaciones.
88..11..1100.. CCAABBIINNAASS MMOONNTTAADDAASS EENN EELL SSUUEELLOO
Las cabinas se colocan para proteger los equipos que contienen los racks y están
disponibles en componentes standard o por pedidos. Algunas cabinas llevan puertas de
vidrio con sus respectivos rieles para el montaje.
Las paredes y las secciones superiores deben ser sólidas y ventiladas.
Los accesos del cableado a las cabinas se realiza por unos orificios dimensionados
para la aplicación y que se pueden ubicar en la parte superior, lateral, o inferior de la
cabina.
Para el proceso de enrutado de los conductores en la cabina se usan canastillas o
bandejas portacables.
394
88..11..1111.. CCAABBIINNAASS YY RRAACCKKSS EEMMPPOOTTRRAADDOOSS
Si no se dispone de accesos físicos en el suelo, es apropiado considerar el montaje de
cabinas y de raks el muro. Téngase presente que el equipo electrónico que se instala
debe tener espacio suficiente para permitir la ventilación. Por ejemplo un hub requiere un
espacio libre de 40 cm de profundidad como mínimo.
Figura 8.20. Cabina para Rack empotrada y con vidrio
Estas cabinas pueden ser ventiladas o no y vienen equipadas con puertas plásticas o de
metal con protección de vidrio.
En algunos casos se usan ventiladores cuando el equipo instado genera una significativa
cantidad de calor.
La puesta a tierra de las cabinas se realiza por medio de un cable de cobre de color
verde, calibre 6AWG, el cual va desde el chasis hasta el nodo principal del sistema de
puesta a tierra de telecomunicaciones.
88..11..1122.. GGUUÍÍAA DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE UUNN GGAABBIINNEETTEE DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
A continuación se describen los pasos para la buena instalación de un gabinete de
comunicaciones:
395
PPAASSOO GGUUÍÍAA DDEE IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE UUNN GGAABBIINNEETTEE DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
1 Obtener las especificaciones de los equipos.
2 Determinar la distribución de los equipos.
3 Verificar la clase de construcción y la capacidad de carga del muro.
4 Instalar el enchapado de madera como se especifican en los diseños.
5 Instalar las rutas verticales y horizontales de los cables.
6 Instalar los marcos de los racks.
7 Instalar las canastillas y los accesorios horizontales y verticales a los racks
8 Instalar los bloques terminales y/o panel de conexiones
9 Instalar los anillos en D y otros elementos de montaje en el muro.
10 Instalar el bus de puesta a tierra de telecomunicaciones donde se ilustre en los planos.
11 Instalar conductores de puesta a tierra.
12 Instalar elementos de conexión de la fibra óptica.
13 Marcar las rutas y elementos de acuerdo a los planos de diseño.
14 Marcar los bloques terminales, paneles de conexión y elementos conectores de acuerdo con los diseños.
Figura 8.21. Acabado final en el rack de terminaciones, con sus respectivas identificaciones.
15 Marcar los conductores y uniones de puerta a tierra en sus respectivos puntos de conexión.
396
16 Actualizar los documentos de diseño para reflejar cualquier cambio requerido por las condiciones de campo.
17 Verificar que los paneles eléctricos, salidas y condiciones de iluminación sean adecuadas para los requerimientos del closet de comunicaciones.
18 Remover la basura, cajas y material en exceso que no se emplea en el gabinete de comunicaciones una vez terminado el trabajo. Por ultimo se cierra el espacio donde se encuentra el equipo electrónico.
Para evaluar la necesidad o no de instalar fibra, evitando las interferencias producidas por
la red eléctrica existen una serie de recomendaciones sobre las distancias mínimas a
mantener, que se ha recopilado en la tabla siguiente1.
TTaabbllaa 88..11:: SSEEPPAARRAACCIIÓÓNN MMÍÍNNIIMMAA RREECCOOMMEENNDDAADDAA EENNTTRREE LLÍÍNNEEAASS DDEE AALLIIMMEENNTTAACCIIÓÓNN EELLÉÉCCTTRRIICCAA YY CCAABBLLEESS
DDEE DDAATTOOSS UUTTPP
Potencia (en KVA)
Menos de 2 Entre 2 y 5 Más de 5
Líneas de corriente o equipos eléctricos no apantallados
13 cm 30 cm 60 cm
Líneas de corriente o equipos no apantallados pero próximos a cables de tierra
6 cm 15 cm 30 cm
Líneas apantalladas (e.g. dentro de tubo metálico con toma de tierra)
0 cm 15 cm 30 cm
Transformadores y motores eléctricos
1 m 1 m 1 m
Luces fluorescentes 30 cm 30 cm 30 cm
Cuando no se requiere fibra es recomendable utilizar cobre, ya que es más barato el
material, la instalación y las interfaces de conexión de los equipos; además es más fácil
realizar modificaciones en los paneles de conexión, empalmes, etc.
No obstante al diseñar una nueva instalación es importante prever futuras modificaciones
o ampliaciones que se puedan producir y que requieran el uso de un cableado diferente.
En general en una instalación grande se utiliza fibra para los tendidos principales (uniones
entre edificios y probablemente distribución por plantas dentro del edificio) y cobre para la
distribución de red a los despachos.
1 Se supone que la tensión en las líneas eléctricas es menor de 480 voltios
397
88..22.. IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS SSIISSTTEEMMAASS DDEE SSOOPPOORRTTEE DDEELL CCAABBLLEEAADDOO
La instalación de las estructuras de soporte son importantes en la implementación de un
sistema de cableado estructurado y este incluye:
Canastillas y soporte asociados.
Escaleras verticales y soporte asociados.
Tubería de conduit y soporte asociados.
Enchapes en madera, anillos en D y pinzas.
En la mayoría de los casos una persona adecuadamente preparada puede realizar este
tipo de montajes.
La instalación de los sistemas de soporte se deben hacer para proteger el sistema de
cableado de presiones o fenómenos que le puedan causar daño.
88..22..11.. IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS SSIISSTTEEMMAASS DDEE SSOOPPOORRTTEE
PPAASSOO GGUUÍÍAA PPAARRAA LLAA IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLOOSS SSIISSTTEEMMAASS DDEE SSOOPPOORRTTEE
1 Obtener las especificaciones de los planos determinando el tamaño, tipo y cantidad de rutas que se van a instalar; en este proceso se debe determinar la ruta entre los gabinetes de las áreas de trabajo identificando cualquier obstrucción y como superarla.
2 Verificar la capacidad de carga del sistema de soporte. Esto se hace revisando los documentos del diseñador, determinando el peso y el tamaño del cableado que se instalara e identificando las estructuras del edificio que servirán para asegurar adecuadamente el sistema de soporte del cableado.
3 Verificar la existencia de estructuras adecuadas en las que se colocaran los soportes, comprobando que no se encuentren agrietadas, rotas y que puedan soportar el peso del sistema.
4 Verificar la accesibilidad para la instalación del sistema de soporte (localización de columnas, puntos de buena visibilidad).
5 Mantener distancias prudentes para las fuentes de EMI/RFI y mantener los cables de potencia separados de los cables para comunicaciones.
6 Verificar la disponibilidad de materiales y de herramientas además de los sistemas de seguridad.
7 Montaje de anillos en D Revisar los planos para determinar la ubicación exacta, cantidad, tamaño y tipos de
anillos en D. Instalar los anillos en D trabajando de arriba hacia abajo en los soportes enchapados
de madera. Para esto primero se mide la localización del primer anillo en D, luego se marca la ubicación de los demás anillos y final mente se procede a la instalación de los anillos uno por uno con un taladro adecuado para el tipo de muro. Se
398
recomiendan tornillos metálicos de 6”.
8 Montaje de los ganchos en “J” para estructuras que estén sobre el nivel de las canastillas.
Figura 8.22. Gancho Tipo J
Determinar el tamaño del gancho tipo “J” requerido para la ruta del cable. Identificar la localización del primero de los ganchos ( la ubicación se debe marcar
con un lápiz de color rojo) y con un taladro adecuado para el tipo de muro insertar los chazos.
Se debe emplear la tortillería adecuada para asegurar el gancho tipo “J” a los chazos.
Este procedimiento se debe repetir para la instalación de todos los ganchos de este tipo.
9 Instalar canastillas y escaleras verticales.
Para esto es aconsejable seguir las recomendaciones de los fabricantes para instalar adecuadamente este tipo de estructuras. Estas estructuras se pueden instalar directamente en el muro por medio de soportes apropiados o mediante un sistema que la soporte desde el techo
10 Instalación de tubería conduit
En un edificio el instalador cuenta con tres tipos de conduits que son: Galvanizado. IMC ( intermediate metallic conduit). EMT (electrical metallic tubing).
El más común es el EMT.
Por medio de las tuberías conduit EMT se instalan cables grandes que pueden presentar problemas de gran peso para el sistema.
Los empalmes para este tipo de tubería son conocidas como uniones conduit y las hay de dos tipos: Tipo reducción
Figura 8.23. Unión Conduit Tipo Reducción
De acople simple
399
Figura 8.24. Unión Conduit de Acople Simple
11 Instalación de abrazaderas para conduit.
Las tuberías conduit se sostienen mediante el uso de una variedad de abrazaderas. Estas se pueden fijar directamente a la estructura del edificio, a varillas de soporte y a los muros.
Figura 8.25. Perchas de soporte para tubería Conduit
12 Es importante documentar las instalaciones para lograr identificar los cables que estas soportan y transportan. El hecho de no saber dónde se origina ni dónde se termina el cable genera pérdidas innecesarias de tiempo. Por ello es importante anotar y
400
documentar las terminales de los cables en la medida que se ejecuta la obra.
Figura 8.26. Registro de los terminales del cableado, agrupado y marcado en el gabinete de comunicaciones
Téngase en cuenta que mantener el área de trabajo limpia se refleja en la calidad del
trabajo que desarrolla el equipo de instaladores y la compañía que ellos representan.
El diámetro de los conduits depende de dos factores: El diámetro del cable y el número de
cables que se van a instalar. La siguiente tabla permite distinguir el calibre de la tubería
que se utiliza en una instalación de red:
TTaabbllaa 88..22:: CCÁÁLLCCUULLOO DDEELL DDIIÁÁMMEETTRROO DDEE LLAA TTUUBBEERRÍÍAA CCOONNDDUUIITT
CONDUIT NÚMERO DE CABLES
DIÁMETRO
INTERNO CALIBRE Diámetro del Cable mm
mm 3.3 4.5 5.6 6.1 7.4 7.9 9.4 13.5 15.8 17.8
15.8 ½ 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
20.9 ¾ 6 5 4 3 2 2 1 0 0 0
26.6 1 8 8 7 6 3 3 2 1 0 0
35.1 1¼ 16 14 12 10 6 4 3 1 1 1
40.9 1½ 20 18 16 15 7 6 4 2 1 1
52.5 2 30 26 22 20 14 12 7 4 3 2
62.7 2½ 45 40 36 30 17 14 12 6 3 3
77.9 3 70 60 50 40 20 20 17 7 6 6
90.1 3½ 22 12 7 6
102.3 4 30 14 12 7
401
88..22..22.. CCAAJJAASS DDEE HHAALLAADDOO OO EEMMPPAALLMMEE..
Estas cajas deben ser usadas con los siguientes propósitos:
Halado de cable y hacer loop de cableado para luego introducirlo en el siguiente ducto.
Esto es usualmente hecho solo con cables de diámetros pequeños y no con cables de
diámetros de 64mm o mayores.
Las cajas de halado no deben ser utilizadas para el empalme de cables y se deben dejar
ubicadas en sitios que permitan posteriores derivaciones en recorrido con el fin de
satisfacer las necesidades de crecimiento o ubicación de nuevos puntos de la red.
En la norma 569 se recomienda el uso de las cajas de paso cuando:
La longitud del recorrido es mayor de 30 mts.
Existen más de dos curvas de 90°.
Existe un cambio de dirección de 180°.
Otras consideraciones para la instalación de las cajas de paso en el cableado horizontal
son:
Se deben situar en secciones rectas del conduit y no en lugar de una curva.
Los extremos de los conduit deben estar alineados y apropiadamente sujetos a las
cajas de halado o empalme.
Al igual que las tuberías, las cajas de empalme deben ser identificadas con una
secuencia numérica ubicada en un lugar visible.
88..22..22..11 CCAAJJAASS DDEE PPAASSOO ..
Existen también las cajas de transición o de paso que deben ubicarse en paredes o
columnas fijas, es decir que sean parte de la estructura de la edificación.
En estas la base interior se colocará a una altura entre 25 mm y 75 mm arriba del nivel del
piso.
Cada caja de paso deberá servir un área no mayor de 80 m2 basados en la hipótesis de
una estación de trabajo por cada 10 mt.
Las cajas de paso deben ubicarse siempre en aquellos lugares donde el cable eléctrico y
el de comunicaciones se cruzan.
402
La tabla 8.3 permite obtener las dimensiones de las cajas más apropiadas para las
actividades de halado y de empalme, dependiendo de la tubería conduit que se
implemente en el montaje.
TTaabbllaa 88..33:: DDIIMMEENNSSIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE LLAASS CCAAJJAASS DDEE EEMMPPAALLMMEE YY HHAALLAADDOO,, DDEEPPEENNDDIIEENNDDOO DDEE LLAA TTUUBBEERRÍÍAA
CCOONNDDUUIITT
SECCIÓN
TRANSVERSAL
DEL CONDUIT
ANCHO LARGO PROFUNDIDAD INCREMENTO DEL ANCHO
POR CADA ADICIÓN DE UN
CONDUIT
mm pulg mm pulg mm pulg mm pulg
1 300 12 810 32 100 4 75 3
11/4 355 14 915 36 125 5 100 4
11/2 450 18 990 39 150 6 100 4
2 500 20 1065 42 175 7 125 5
21/2 610 24 1220 48 200 8 150 6
3 760 30 1375 54 225 9 150 6
31/2 915 36 1525 60 255 10 175 7
4 1065 42 1675 66 275 11 175 7
La tabla 8.4 sirve de referencia para dimensionar las cajas de halado y empalme,
dependiendo del tipo de cable que se use en el montaje.
TTaabbllaa 88..44:: DDIIMMEENNSSIIOONNAAMMIIEENNTTOO DDEE LLAASS CCAAJJAASS DDEE EEMMPPAALLMMEE YY HHAALLAADDOO,, DDEEPPEENNDDIIEENNDDOO DDEELL CCAABBLLEE
NÚMERO DE CABLES TAMAÑO MÍNIMO DE LA CAJA
2 4 pares 25 pares Altura Ancho Profundidad
mm pulg mm pulg mm pulg
3 1 75 3 150 6 50 2
4 2-4 75 3 200 8 50 2
6 5-6 75 3 250 10 50 2
8 7-8 75 3 300 12 50 2
403
88..33.. IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEE LLAA IINNFFRRAAEESSTTRRUUCCTTUURRAA DDEELL SSIISSTTEEMMAA DDEE PPUUEESSTTAA AA
TTIIEERRRRAA..
La puesta a tierra es un término que se emplea para definir la conexión de todos los
componentes de un sistema a un electrodo de aterrizamiento del edificio en general, con
el propósito de eliminar las diferencias de potencial entre todos los componentes de la
estructura del edificio.
Un conductor de puesta a tierra se define según la norma ICONTEC 2050 como un
conductor que se emplea para conectar el sistema de tierra de equipos y circuitos hasta
uno o varios electrodos del sistema general de puesta a tierra de telecomunicaciones.
La conexión del sistema de puesta a tierra según la norma ICONTEC 2050 es la unión
permanente de partes metálicas que asegura la continuidad eléctrica y la ruta para
evacuar corrientes inducidas en el sistema.
Una correcta puesta a tierra del sistema garantiza la diferencia de potencial entre todos
los componentes del sistema tan cerca como sea posible a cero, además se garantiza la
seguridad a los equipos y las personas que trabajen en el área. Igualmente se reducen los
efectos debidos a descargas atmosféricas, fallas a tierra y estática de los equipos. Una
puesta a tierra del blindaje de los cables contribuye a reducir ruidos e interferencias de
cables adyacentes.
El edificio se puede aterrizar en puntos diferentes dependiendo de su tamaño, edad y
localización. Los edificios más pequeños usualmente se aterrizan en la base de contador.
Un conductor de puesta a tierra se instala desde el barraje de tierras hasta los electrodos
principales de puestas a tierra. Los edificios más grandes se aterrizan en el panel de
distribución del edificio desde donde se lleva el conductor de puesta a tierra hasta el
electrodo principal. En ocasiones se emplean barrajes de puesta a tierra en cada piso del
edificio, los cuales se unen posteriormente al barraje principal.
La puesta a tierra que se emplea en una instalación particular puede variar debido a
factores como:
Tamaño del edificio
El diseño de los equipos
Requerimientos especiales de los fabricantes
404
Requerimientos especiales de los códigos locales.
Además se tiene en cuenta la existencia de:
Múltiples gabinetes en cada piso.
Productos de diferentes fabricantes.
Existencia de equipos electrónicos especiales.
Es probable que existan como máximo cuatro puntos de puesta a tierra del sistema de
comunicaciones dentro de la estructura del edificio y estos son:
Electrodo principal de puesta a tierra del edificio.
Tablero de protecciones principal.
El barraje Principal del sistema de puesta a tierra del sistema de telecomunicaciones.
Barraje local de puesta a tierra del sistema de telecomunicaciones.
La figura 8.27 permite visualizar los requerimientos de un sistema de puesta a tierra del
sistema de telecomunicaciones en un edificio. Es aconsejable que este tipo de
instalaciones se lleve a cabo por un electricista acreditado.
405
EDP
Rutas del Cableado Horizontal
CLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
TCEDP
CLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
TC
EDP CLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
TC
EDPCLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
TC
EDP CLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
TC
EDPCLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
TC
TGB TGB
TGB
TMGB
TGB
TMGB
Uniones del cableado de
Telecomunicaciones
Conductor Intermedio de Tierras
Techo
Cercha de Hierro
Áreas Suspendidas del Techo
Estru
ctu
ra
de
l e
dif
icio
Mu
ro
s e
xte
rio
re
s d
el e
dif
icio
Acometida del Servicio
Eléctrico
Electrodo de Puesta a
Tierra
Figura 8.27. Infraestructura típica de un sistema de tierras para un edificio.
El tamaño del conductor que se tiende desde el barraje de puesta a tierra hasta el barraje
principal de tierras varía conforme a los requerimientos del servicio y las especificaciones
arquitectónicas. Usualmente en edificios se usa cable 6 AWG de color verde.
El barraje de puesta a tierra posee múltiples puntos de conexión para facilitar la
instalación de los conductores de tierra desde diferentes puntos del edificio.
406
Se deben evitar al máximo los empalmes de los conductores a tierra y se deben instalar
empleando la ruta más corta y recta posible entre el equipo que se conecta y el electrodo
de puesta a tierra.
Para la aceptación y el buen funcionamiento de la instalación y su posterior puesta en
marcha se deben tener en cuenta los códigos locales los cuales regulan este tipo de
instalaciones dependiendo de las condiciones presentes.
Luego que la instalación haya terminado los supervisores de obra deben verificar que
ésta corresponda a la que estipulan en los planos. Cualquier cambio realizado debe
quedar debidamente documentado en los planos.
88..33..11.. CCOOMMPPOONNEENNTTEESS DDEELL SSIISSTTEEMMAA DDEE PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA
El sistema de aterrizamiento puede presentar el caso de que no exista un barraje de
puesta a tierra. En esta situación se deberá instalar uno, teniendo en cuenta un mínimo de
7 conexiones posibles para el sistema.
En general, se considera la existencia de un nodo General de Puesta a Tierra para el
sistema de Telecomunicaciones (TMGB), en el caso de construcciones pequeñas. Para
edificios grandes, se instalan nodos Locales de Puesta a Tierra en cada planta del edificio
(TMB), los cuales se conectan finalmente a un nodo principal de puesta a tierra.
En cuanto a las terminales recomendadas estas deben ser de ojo o de doble ojo en
material electroplateado. Así se garantiza mayor duración del mismo.
A continuación se muestra el barraje principal de puesta a tierra del sistema de
telecomunicaciones.
407
Figura 8.28. Bus de Puesta a Tierra General del Edificio (TMGB)
Figura 8.29. Bus de Puesta a Tierra Local en el Edificio (TGB)
PPAASSOO IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN DDEELL BBAARRRRAAJJEE PPRRIINNCCIIPPAALL DDEE PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA TTMMGGBB
1 Seleccionar el barraje que se instalará.
2 Determinar la posición exacta en que se ubicara el barraje.
3 Ubique e instale el barraje usando las herramientas indicadas al enchape de madera.
4 Instalar el electrodo que viene del electrodo de puesta a tierra al barraje antes de
408
colocar cualquier otro conductor; las curvaturas de dicho conductor deben ser mayores de 3 cm.
5 Las terminales deben quedar perfectamente ajustadas al barraje.
6 Marcar los conductores indicando a que sección pertenece.
7 Cualquier cambio realizado durante la instalación debe quedar presente en los planos finales del sistema. Esta información puede servir para futuras referencias.
Para la instalación de un nodo local de Puesta a Tierra, el procedimiento es idéntico al
descrito anteriormente.
88..33..22.. PPRRUUEEBBAASS AALL SSIISSTTEEMMAA DDEE PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA
La resistencia existente entre el barraje terminal y los demás puntos debe medir 25
como máximo. El procedimiento de prueba se realiza como se describe a continuación:
PPAASSOO AACCTTIIVVIIDDAADDEESS AADDMMIINNIISSTTRRAATTIIVVAASS DDEE PPRREEPPRRUUEEBBAASS
1 Se coloca un cable en las terminales “P" y "C” de un telurómetro. Esto permite usar la configuración de dos puntas.
2 Se coloca un cable en la terminal “E” del telurómetro y el otro en la P o en la C.
3 Para compensar la resistencia de los cables de instrumentación se debe unir con los conductores y luego calibrarlo a cero.
4 Una vez calibrado se debe chequear resistencia a cero entre: Tubería de agua metálica y estructuras metálicas del edificio. Tubería metálica de agua y electrodo de puesta a tierra. Conduit de la acometida y estructura metálica del edificio. Electrodo de puesta a tierra del edificio y las varillas de descargas atmosféricas. Transformador de potencia del equipo electrónico y estructura metálica. Barraje de puesta a tierra principal del sistema de telecomunicaciones y barraje de
puesta a tierra del sistema de potencia. Puesta a tierra principal de telecomunicaciones y puestas a tierra locales. Puestas a
tierra locales entre sí.
El instalador debe verificar el buen contacto de todas las conexiones y el buen estado de
las mismas
409
99.. TTEENNDDIIDDOO DDEELL CCAABBLLEEAADDOO
El halado del cable para instalación en telecomunicaciones en edificios requiere utilizar
muchas técnicas, algunos cables son muy largos y pesados, encubriendo el hecho de que
los conductores que tiene adentro son frágiles.
Las siguientes tareas son esenciales para la preinstalación del cable:
El área de trabajo debe ser asegurada (libre de tránsito peatonal) por condiciones de
seguridad.
El equipo para soportar los carretes de cables debe estar en una posición de alta
estabilidad.
El carrete debe estar cercano al sito de halado.
Antes de empezar a halar se debe identificar las rutas y accesos por donde irá el
cable.
El cableado horizontal empieza en el gabinete de telecomunicaciones de cada piso y
termina en las salidas de las áreas de trabajo. Los tipos de estructuras de soporte
incluyen:
Conductos
Bandejas de cables
Ganchos Tipo J (Jhooks)
Anillos de freno (Bridle rings)
Anillos en D (Drings)
Tornillos de soporte (Tornillos Mushrooms)
Grapas de viga
Tuberías conduit interiores
410
Las tuberías tipo Conduit proveen de un camino correcto para el cable, pueden estar
hechos de:
Tubo electromagnético (EMT)
Metales rígidos
PVC
Fibra de vidrio
Los conduit fabricados de tubería metálica flexible no deben usarse a menos que sean la
única alternativa práctica, como en conexiones entre muebles modulares. Se debe si
revisar los códigos (locales o Nacionales) permiten este tipo de tubería.
Las tuberías conduit proveen un ambiente seguro que previene que se dañe o corte
accidentalmente el conductor. Normalmente, los conductos son instalados desde el salón
de equipos hasta cada gabinete de telecomunicaciones.
Para la instalación del cable a través de los conductos se incluyen los siguientes métodos:
Método de la “pesca” manual.
Método de propulsión de aire o Método de vacío.
La “pesca” se realiza con un alambre de acero (cuerda de halado) lo suficientemente
rígido para empujarlo todo el camino a través del conducto. Se utiliza un recuperador de la
llamada cuerda de halado al final del conducto.
El método de propulsión de aire incluye:
Un extremo del conducto se deja vacío y en el otro esta el objeto a propulsar
(normalmente una bola de espuma)
Un compresor de aire para propulsar la bola.
Elementos adicionales.
El cableado horizontal en cielo raso utiliza un método de halado diferente a los
mencionados anteriormente. Varios caminos son usados para pasar la cuerda de halado a
través de una estructura.
Los cables deben tener una ruta derecha y lisa; esto es esencial para un buen halado del
cable.
411
El Backbone provee de interconexiones entre gabinetes de telecomunicaciones, salones
de equipos y facilidades de accesos. Este tiene mayor número de cables (de 25 a 1800)
que el cableado horizontal. Para rutas verticales el cableado es más fácil de halar desde
la parte baja, aprovechando la gravedad. Para el halado manual son necesarios los
siguientes elementos:
Tugger (Elementos que ayudan a avanzar al cable, remolcadores)
Freno de carrete
El tipo de equipo necesario depende de la dirección del halado, si se hala hacia arriba se
utiliza un tugger, si el halado es hacia abajo se utilizan frenos.
Las siguientes RReeccoommeennddaacciioonneess TTééccnniiccaass deben tenerse en cuanta a la hora de efectuar
la instalación
Los terminales del par trenzado se deben mantener tan cerca como sea posible, y la
separación entre espaciamientos de los mismos no pueden exceder los 25mm para
cable categoría 4. En el cable UTP categoría 5 y el STP, la distancia entre terminales
de un mismo par, no puede ser mayor de 13mm.
Los cables de comunicación nunca deben ir en paralelo con cables de potencia.
No se deben estirar los cables UTP ni STP con tensiones superiores a 25lbf.
Cuando se emplean correas de amarre para varios cables de Par Trenzado, no se
pueden apretar demasiado, pues se corre el riesgo de deformar el cable. Nunca deben
usarse ganchos de cosedora.
El cable UTP nunca se debe ubicar en exteriores de una construcción, ya que
presenta grandes riesgos de atraer descargas atmosféricas.
Las dos clases de esquemas que se usan para conectar los subsistemas de cableado
entre sí y entre equipos, se conocen como interconexiones y conexiones de cruce (o
distribuidores).
En una conexión de cruce, se usan patchcords que unen hardware en sus extremos
y en una interconexión, se pueden realizar conexiones directas.
412
Figura 9.1.a. Conexión de Cruce
Figura 9.1.b. Interconexión
413
99..11.. SSIISSTTEEMMAASS DDEE HHAALLAADDOO
Existen muchos aspectos que afectan la seguridad. Uno de ellos es que al iniciar al
halado de cables, todo y todos deben estar en el lugar correcto, esto se logra con una
adecuada planificación.
El sitio de trabajo debe estar asegurado y señalizado para indicar que en el lugar se esta
llevando a cabo una instalación.
La preparación para la instalación de cable en los conductos involucra:
Aseguramiento del área
Alistamiento del cable
Alistamiento de la cuerda de halado
Selección e identificación del rotulo del cable a utilizar
Identificación de los puntos de halado.
PPAASSOO TTEENNDDIIDDOO DDEE CCAABBLLEESS
1 Asegurar el área Ubicar conos en el área de trabajo para alertar a todos de que es un área peligrosa Ubicar cinta de precaución para restringir el acceso al área Notificar a todo el personal de que el trabajo ha sido empezado
Figura 9.2. Marcación del área de seguridad
414
2 Para carretes grandes, montaje en Jackstand (este elemento sirve para suspender el carrete) Cerciorarse de que el carrete del cable a instalar es más grande y pesado que el
Jackstand. Muchas veces los instaladores utilizan Jackstand que sostienen los carretes desde el
piso. Algunos de los elementos del equipo están hechos de forma artesanal, por ejemplo soportes caseros y tubos que se utilizan para sostener el carrete.
Figura 9.3. Carrete ajustado al Jackstand
Seleccionar un lugar lo suficientemente grande para albergar los carretes que sean
necesarios para la instalación. Ubicar el Jackstand en el gabinete de telecomunicaciones, en su defecto fuera de él. Ubicar el tubo o crossbar a través del centro del carrete y montarlo sobre el
Jackstand Asegurarse de que el tubo pueda soportar el peso del cable.
3 Para carretes pequeños, monte un árbol de cables (es un estante pequeño con múltiples brazos que soportan los carretes) Seleccionar los carretes necesarios Seleccionar un lugar cerca del punto de alimentación de cable suficientemente
espacioso para el árbol de cables. Montar el árbol de cables en el gabinete o área seleccionada.
415
Figura 9.4. Árbol de cables
4 Armado de la cuerda de halado Si no existe la cuerda de halado y ésta se requiere en el sistema de conductos, se
debe construir.
5 Identificar los puntos de halado para cada recorrido del cableado horizontal. Determinar la distancia del recorrido total del cable. Tomar nota del número y a ubicación de las curvas. Puede ser necesario la
utilización de poleas de colgar en algunos puntos
Figura 9.5. Poleas
Solo se permiten dos ángulos de 90º por cada 30m de recorrido de cable. Dividir el recorrido total del cable en segmento, cada segmento debe medir menos
de 30m Identificar los puntos de halado, donde sea necesario, para acceder y manipular el
cable. Minimizar el número de puntos de halado.
416
99..22.. HHAALLAADDOO DDEELL CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL EENN CCOONNDDUUIITTSS UUSSAANNDDOO UUNNAA
PPEESSCCAA
El cableado horizontal se instala entre el gabinete de telecomunicaciones y las salidas del
área de trabajo. Éste corresponde al soporte de diferentes clases de información para los
usuarios como:
Comunicaciones de voz
Comunicaciones de datos
Sistemas de información (como CATV, alarmas, etc.)
El halado del cableado horizontal es uno de los trabajos más importantes de la
instalación. El cable debe ser bien tratado y protegido, no se debe exceder en las
curvaturas permitidas.
Una cuerda de halado es un cordón delgado usado para halar el cable a través del
conduit. Esta cuerda se debe extender por todo el conducto antes de que el cable sea
halado. Esto puede ser hecho utilizando una PPeessccaa o Fishtape (es un elemento temporal
para halar la cuerda y se extiende por toda la ruta a cablear) o métodos de propulsión de
aire.
Figura 9.6. Pesca o Fishtape para enganchado de cables en conduits
El cableado en conduits puede requerir el uso de lubricantes, lo que permite un halado
suave.
PPAASSOO HHAALLAADDOO DDEE CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL EENN CCOONNDDUUIITTSS CCOONN PPEESSCCAASS
1 Estimar la longitud del recorrido Ubicar el área sobre el piso que esta justo debajo del cielo raso donde esta el
conducto Caminar la distancia que recorrería el cable Estimar la distancia recorrida
2 Determinar la longitud del Fishtape Luego de estimar la longitud del recorrido, adicionar unos cuantos metros.
3 Tendido del Fishtape por el conducto
417
Poner el Fishtape en el extremo del conducto más cercano a usted. Si el conducto tiene cables no forzar el Fishtape Si existe algún hueco, cubrirlo para evitar nudos en el conducto No tender el Fishtape en un conducto desconocido. Esto podrá provocar accidentes Empujar el Fishtape a través del conducto hasta que salga en el otro extremo
4 Fijar la cuerda de halado a la Pesca Ir al extremo del conducto donde esta ubicado el Fishtape El extremo del Fishtape tiene un gancho, un anillo o un elemento de amarre Unir el Fishtape con la cuerda de halado
5 Halado del Fishtape fuera del conducto Volver al otro extremo del conducto Rebobinar lentamente el carrete del Fishtape para recuperar la cuerda de halado
hasta dicho extremo Separar el Fishtape de la cuerda de halado Retirar el Fishtape del sito de instalación
6 Dejar cable disponible Dejar afuera unos cuantos metros de cable para preparar la entrada al conducto y
facilitar la instalación
7 Halado del cable Mantener un radio de curvatura apropiado, se aconseja cuatro veces el diámetro del
cable (para mayor exactitud se sugiere consultar el manual del fabricante del cable a instalar)
Monitorear que la fuerza de halado no exceda las especificaciones dadas por el fabricante
Evitar tensiones excesivas y deformaciones cuando el cable esta pasando por esquinas y curvas.
8 Identificación de los cables Fijar un número de identificación único (Igual al de los planos) para cada extremo de
cable mostrando el punto de origen y su extremo
9 Información de documentación del cable Obtener una copia de los planos de la instalación o del anteproyecto. Sobre el plano, mostrar claramente el tipo de cable que va a instalar Documentar el punto de origen y de terminación de cada cable Sobre el plano, mostrar claramente el conducto que se utilizó Describir la aplicación de los cables instalados
418
Figura 9.7. Ejemplo de un plano de piso con símbolos
10 Limpieza del sitio de trabajo. Valga la pena anotar que mantener el sitio de trabajo limpio: Previene la generación de riesgos Refleja la calidad del cableado instalado Separa el Fishtape de la cuerda de halado
Cuando el método de la Pesca o Fishtape no es práctico, por ejemplo, para longitudes
excesivas del conducto; en esos casos es recomendable recurrir a los métodos
siguientes:
99..22..11.. MMÉÉTTOODDOO OOPPCCIIOONNAALL 11
Soplado de la cuerda a través del conducto
Seleccionar un objeto propulsor que sea ligero de peso, como una bola de plástico o
elementos diseñados para este propósito
Atar la cuerda de halado a este objeto
Ubicar el objeto a propulsar en el conducto
419
Utilizando aire presurizado, soplar el objeto hasta que alcance el otro extremo
Ir al otro extremo y desatar la cuerda de halado del objeto
Figura 9.8. Equipo de soplado
99..22..22.. MMÉÉTTOODDOO OOPPCCIIOONNAALL 22
Aspirar la cuerda a través del conducto
Fijar la manguera de aspirar al conducto en el extremo opuesto al objeto a halar
Recuperar el objeto con la cuerda de halado
Asegurar la cuerda de halado cuando la reciba en el otro lado
420
Figura 9.9 Equipo de vacío (aspirador)
421
99..33.. HHAALLAADDOO DDEE CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL EENN CCIIEELLOO RRAASSOOSS
El procedimiento para la instalación de cableado horizontal en cielo rasos es diferente que
el de conductos. Los cables pueden ser soportados por grapas de vigas, ganchos en J o
por anillos de soporte. Estos elementos están instalados a pocos metros uno de otro y en
cada cambio de dirección.
Figura 9.10. Grapas de viga, Ganchos Tipo J y Anillo de soporte
PPAASSOO HHAALLAADDOO DDEE CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL EENN CCIIEELLOOSS RRAASSOOSS
1 Tensión de la cuerda La cuerda de halado tiene una tensión determinada que aparece en la caja de
empaque. Las tensiones típicas para la cuerda de halado están entre 330N a 880N
2 Verificar las especificaciones dadas por el fabricante del cable. Leer las instrucciones del fabricante y las limitaciones de tensión del cable. Una tensión excesiva del cable estira los conductores internos y esto degradará el
desempeño del cable Poner mucha atención a los radios de curvatura especificados por el fabricante. Para cantidades excesivas de cables en cielo rasos, utilizar bandejas de cables. Evitar la selección de rutas que requieran excederse en el radio de curvatura
especificado.
3 Camino de la cuerda a través de los soportes. Dirigir la cuerda manualmente a través de los soportes que van a ser utilizados Seleccionar una polea diferencial Unir la cuerda de halado al gancho de la polea
4 Unir la cuerda al cable Atar la cuerda de halado al cable Levantar el cable hasta una posición que le permita seguir la cuerda de halado a
través de los anillos (o elementos) de soporte.
5 Precauciones. Halar cuidadosamente sin hacer nudos y tratar de no rozar la cuerda con objetos
afilados. Evitar fricciones que maltraten la chaqueta del cable.
6 Mantener el sitio de trabajo limpio
422
Es muy importante dejar el tendido por los cielos rasos con acabado estético. La buena
terminación del trabajo es valuarte para el buen nombre de la empresa contratista.
En ocasiones es conveniente el empleo de tapas para la canaleta de backbone.
Figura 9.11. Disposición final de una canaleta para instalación del backbone de la red. (Incluye tapa)
423
99..44.. HHAALLAADDOO DDEELL BBAACCKKBBOONNEE EENN RRUUTTAASS VVEERRTTIICCAALLEESS ((DDEESSDDEE AARRRRIIBBAA))
El backbone en rutas verticales puede tener un gran número de cables lo cual lo hace
extremadamente pesado. Por lo tanto, se deben hacer consideraciones para decidir sobre
el mejor método para realizar este tipo de instalación. El cable puede ser ubicado
verticalmente en un tubo vertical de referencia o dentro de un conducto largo.
Las MMaannggaass (es una sección de ducto usada para penetrar pisos y cielo rasos) pueden
emplearse para pasar el cable a través del piso.
Si es posible transportar los carretes al piso superior, la gravedad hará el trabajo más fácil
y ayudará a que el cable descienda.
Una vez seleccionado el método:
Determine la ruta del cable
Maneje apropiadamente el peso de los cable al descender
Utilice los frenos de carrete
PPAASSOO HHAALLAADDOO DDEELL BBAACCKKBBOONNEE EENN RRUUTTAASS VVEERRTTIICCAALLEESS ((DDEESSDDEE AARRRRIIBBAA))
1 Verificar la ruta y la longitud apropiada de cable Examinar el conducto para la instalación y limpiar el camino. Evitar, de ser posible,
las rutas con obstáculos; chequear Las rutas con una linterna. Determinar la longitud del cable basándose en la información del anteproyecto.
2 Mover los carretes al piso superior.
3 Preparar el área de halado y montar los carretes sobre el Jackstand
4 Unir el freno al carrete.
Figura 9.12. Freno y carrete
5 Instalar la soga de halado al cable; esta soga es la unión entre el cable y la cuerda de
424
halado
Figura 9.13. Soga de halado unida al cable
6 Asegurar las poleas. Decidir si el peso del cable requiere el uso de poleas para ayudar al control del
halado (basándose en el tamaño y longitud del cable) Montar la polea en una estructura apropiada, si no hay un lugar disponible, montar
una polea tipo swingset que es un tipo de polea con un mecanismo especial Usando las poleas, dirigir el cable dentro de la manga cuidando de que éste no sufra
daños Si es necesario se puede utilizar un bullwheel para mantener extendido el cable
hacia abajo.
Figura 9.14. Polea Bullwheel
7 Comunicarse con el equipo de instalación. Establecer lugares para observar el descenso del cable Mantener comunicación constante entre pisos para tener un control del freno. Reportar los inconvenientes que observe Observar el funcionamiento de la polea. Mantener el control de todas las guías y cuerdas de halado Todos los cables deben asegurarse en cada piso. Los cables que son pesados
podrían desprenderse si no son instalados correctamente creando riesgos serios.
425
Figura 9.15. Cables asegurados
8 Dirigir y asegurar los cables en las rutas verticales.
9 Cuando la ruta entra en un gabinete de telecomunicaciones: Extender el cable hasta el punto de terminación Asegurar el cable con los anillos en D, con grapas de vigas o con correas y ubicarlo
en las bandejas.
Figura 9.16. Cable en bandeja para ruta vertical
Instalar el cable sobre el muro usando anillos en D
426
Figura 9.17. Instalación de los anillos en D
10 Identificar el cable Fijar un número de identificación único (Igual al de los planos) para cada extremo de
cable mostrando el punto de origen y su extremo
11 Información de documentación del cable Obtener una copia de los planos de la instalación o del anteproyecto. Mostrar claramente el tipo de cable que va a instalar Mostrar claramente el conducto que se utilizó Describir la aplicación de los cables instalados
Vale la pena anotar la versatilidad de los anillos en D. La gama de anillos en D existentes
en el mercado permiten realizar montajes horizontales en lugares estrechos.
Figura 9.18. Acabado final de estructura de anillo en D
427
99..55.. HHAALLAADDOO DDEELL BBAACCKKBBOONNEE EENN RRUUTTAASS VVEERRTTIICCAALLEESS ((DDEESSDDEE AABBAAJJOO))
Cuando no es posible llevar las bobinas a la parte superior del edificio, entonces se
requiere equipo especifico ya que el peso hace la instalación difícil.
Las poleas, los Bullwheels y los remolcadores se ubican en la parte superior del edificio.
PPAASSOO HHAALLAADDOO DDEELL BBAACCKKBBOONNEE EENN RRUUTTAASS VVEERRTTIICCAALLEESS ((DDEESSDDEE AABBAAJJOO))
1 Verificar la ruta y la longitud apropiada de cable Examinar el conducto para la instalación y limpie el camino. Evite, de ser posible, las
rutas con obstáculos; chequee Las rutas con una linterna. Determinar la longitud del cable basándose en la información del anteproyecto.
2 Mover los carretes al área de halado.
3 Seleccionar la soga apropiada Un factor critico depende de la fuerza de halado Observar las especificaciones del fabricante
4 Instalar la soga de halado Controlar que la soga baje apropiadamente para unirla con el cable
Halar la cuerda hasta la parte superior del edificio
Asegurar el extremo
Bajar la soga hasta el punto de alimentación
5 Unir el cable con la soga Observar si el cable esta preconectado. Una preconexión del cable puede ser un
gancho sobre el extremo del cable. Unir la soga al cable Si el cable no tiene conector utilizar unos agarres de malla (elementos que se unen
al extremo del cable y facilitan el halado)
Figura 9.19. Agarres de Malla
6 Si se requiere puede utilizar poleas Utilizar una bullwheel para mantener el radio de curvatura apropiado
7 Fijar los remolques y las poleas
428
Figura 9.20. Remolcadora
Confirmar que el remolcador está en el lugar requerido. Asegurarlo sólidamente. Asegurar las poleas El equipo de halado debe estar anclado a la estructura del edificio
Figura 9.21. Aseguramiento de poleas
8 Lubricar el conducto y el cable
9 Comunicarse con el equipo de instalación. Desde que comience el halado debe haber comunicación entre el equipo y se debe
reportar cualquier anomalía.
10 Mediante la remolcadora comenzar el halado lentamente
11 Guía y aseguramiento el cable
429
Llevar el cable al gabinete de telecomunicaciones Llevar el cable hacia el punto de terminación Asegurar el cable al blackboard, a la bandeja o al rack Preparar un circuito de servicio, esto ayuda a mitigar la tensión en el cable y provee
de una longitud de cable extra a la instalación para futuros cambios El circuito de servicio debe ser lo suficientemente largo como para alcanzar el otro
extremo del gabinete en caso de adición de equipos.
12 Identificar el cable Fijar un número de identificación único (Igual al de los planos) para cada extremo de
cable mostrando el punto de origen y su extremo
13 Información de documentación del cable Obtener una copia de los planos de la instalación o del anteproyecto. Mostrar claramente el tipo de cable que va a instalar Mostrar claramente el conducto que se utilizó Describir la aplicación de los cables instalados
El backbone o cableado vertical debe culminarse con un acabado estético. Las siguientes
figuras ilustran acabados finales del backbone de fibra óptica en un edificio.
Figura 9.22. Acabado final del backbone que parte desde el rack
430
99..66.. HHAALLAADDOO DDEE BBAACCKKBBOONNEE HHOORRIIZZOONNTTAALL
El tendido de backbone horizontal es utilizado para interconectar gabinetes. El cableado
multipar puede o no ser instalado en conductos entre gabinetes.
Los mecanismos de soporte de cables son requeridos para brindar la protección
necesaria para mantener el cable libre de excesos de tensión, como se mostró
anteriormente la tensión excesiva puede causar daños a los conductores dentro del cable.
El backbone horizontal puede soportarse con grapas de vigas, bandejas, anillos de freno,
canaletas o sistemas de trapecio
Figura 9.23. Elementos necesarios para instalación de Cableado Horizontal
Las normas ANSI/TIA/EIA569 sugieren que el halado no sea mayor a 30m entre puntos
de halado. Es esencial mantener la tensión de halado apropiada. Halar los cables
demasiado fuerte puede dañar los cables, usualmente varios cables son halados a la vez
esto ahorra tiempo y puede reducir la tensión por cable.
La instalación de backbone horizontal algunas veces requiere el uso de equipo de halado,
como una polea o una remolcadora.
PPAASSOO HHAALLAADDOO DDEE BBAACCKKBBOONNEE HHOORRIIZZOONNTTAALL
1 Instalar y sujetar el mecanismo de halado al cable. Si es posible, usar solamente la fuerza manual para halar el cable. Cuando se necesite más potencia utilizar una remolcadora. Sujetar la cuerda de halado a la remolcadora. Utilizar un “eje” para proteger el cable de torsiones mientras se hala.
431
Figura 9.24. Eslabón
2 Sujetar las poleas, si es necesario. Decidir si se requieren poleas para halar el cable o para estabilizarlo. Las poleas también deben ayudar a guiar el cable y evitar los obstáculos.
3 Comunicarse con el equipo. Mientras el trabajo comienza, comunicarse con el equipo para dar información
acerca de cómo van las cosas. Informar cualquier inconveniente.
4 Halar el cable hasta que este en su sitio. Monitorear cuidadosamente el progreso del cable hasta el ultimo lugar. Mantener controladas todas las poleas. Mantenerse en posición y comuníquese hasta que el halado sea finalizado.
5 Dirigir y asegurar el cable en los gabinetes. Dirigir el cable al interior de los gabinetes Dirigir el cable al punto de terminación Asegurar el cable al tablero, bandeja o estante. Preparar un circuito de servicio, esto ayuda a mitigar la tensión en el cable y provee
de una longitud de cable extra a la instalación para futuros cambios. El circuito de servicio debe ser lo suficientemente largo como para alcanzar el otro
extremo del gabinete en caso de adición de equipos
6 Identificar el cable Fijar un número de identificación único (Igual al de los planos) para cada extremo de
cable mostrando el punto de origen y su extremo
7 Información de documentación del cable Obtener una copia de los planos de la instalación o del anteproyecto. Mostrar claramente el tipo de cable que va a instalar Mostrar claramente el conducto que se utilizó Describir la aplicación de los cables instalados.
432
99..77.. TTEENNDDIIDDOO DDEE CCAABBLLEESS DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
La fibra óptica es uno de los cuatro tipos de cables ajustables a los sistemas de
backbone, la fibra es más áspera de lo que se percibe generalmente; sin embargo, como
en los cables de cobre, debe tenerse mucho cuidado cuando se hala la fibra para no
exceder la tensión de halado especificada por el fabricante. La mayoría de los fabricantes
de fibra brindan una tensión máxima de halado basados en la construcción del cable.
El uso de la fibra se ha incrementado a medida que aumenta la demanda de ancho de
banda para aplicaciones multimedia.
Dentro de edificios, la ubicación predominante de la fibra óptica es en el backbone entre
los gabinetes de telecomunicaciones.
Sin importar la aplicación, si es instalación vertical u horizontal, los cables de fibra óptica
deben ser instalados preferiblemente en ductos internos para brindar una protección
adicional al cable. Este método de instalación también pretende reducir la tensión de
halado requerida.
Usualmente los conductos internos (innerducts) son adquiridos con una cuerda de halado
preinstalada al interior para sujetar el cable de fibra óptica a ser halado. La ruta de un
cable de fibra óptica debe estar libre de curvas puntiagudas. Normalmente los innerducts
están dentro del tubo conduit, a través de las mangas, o ubicado en bandejas de cables.
Los innerducts para aplicaciones no plenas usualmente son de color naranja, mientras
que para aplicaciones plenas son de color blanco o un color claro (una aplicación plena es
cuando se expone el cable al calor o al humo). Debe tenerse mucho cuidado para
asegurar que se instale un innerduct apropiado. Usualmente, los cables de fibra óptica
multimodo están cubiertos con una chaqueta naranja y los monomodo con amarilla.
Figura 9.25. Innerduct (Ducto Interno)
433
PPAASSOO TTEENNDDIIDDOO DDEE CCAABBLLEESS DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
1 Asegurarse de que los cables de fibra óptica que se instalan están probados y tiene longitudes aceptadas por la norma. Verificar que hay continuidad en la fibra óptica. Mientras el cable está en el carretel,
con el fin de hacer esto, el cable debe ser preparado de tal forma que se tenga acceso a los dos extremos.
Probar el cable de fibra por continuidad. Esto puede hacerse iluminando con una fuente lumínica o un reflectómetro óptico (OTDR)
No mirar directamente el extremo de la fibra mientras haya luz dentro de la fibra.
2 Instalar y asegurar los innerducts. Instalar los innerducts para los cables de fibra óptica Verificar la aplicación (plena o no plena) y ubicar los innerducts dependiendo de la
localización especifica (columna vertical, bandeja de cables o cielo raso). Si se va a asegurar con correas en un área plena, utilizar las correas correspondientes.
Los innerducts pueden adquirirse con o sin cuerda de halado en el interior. Si se adquiere sin cuerda, se debe seguir el procedimiento para instalar una cuerda de halado en conductos.
Si se requiere ubicar el innerduct dentro de un conducto, se debe determinar el tamaño y número de innerducts permitidos. Los innerducts se clasifican por el diámetro exterior, mientras que los conductos se clasifican por el diámetro interior. Este hecho permite instalar un total de 4 innerducts de una pulgada en un conducto de 4 pulgadas.
Figura 9.26. Conducto con cuatro innerducts
Un innerducts de 1 pulgada (2,54cm) es el tamaño usual dentro de edificios; sin
embargo, innerducts de 2 pulgadas, de 1.5 pulgadas, de 1.25pulgadas están disponibles para cables de fibras más grandes.
Sujetar el cable de fibra óptica a la cuerda de halado. Para halar el cable a través del innerduct se consideran dos métodos comúnmente usados. El más común es remover del cable la envoltura aproximadamente 30 centímetros y sujetar un elemento de Kevlar y asegurar la cuerda a éste, como se muestra en la siguiente figura.
434
Figura 9.27. Conexión del Kevlar
El segundo método es ubicar el cable de fibra óptica en un agarre de red multionda del tamaño apropiado, el cual tiene un ojo de halado y ejes los cuales sostienen la cuerda.
Figura 9.28. Agarre de malla (Mesh grip) multionda con eslabón (Swivel)
3 Instalación sin innerducts En aquellos casos que se instale el cable sin innerducts, debe tenerse mucho
cuidado y asegurarse de que la ruta sea lo más derecha posible. En las transiciones asegurarse de que un miembro del equipo esté ubicado en un
punto estratégico para evitar excesos de tensión durante el halado. Esto asegura que el cable no rozará contra obstáculos que puedan deteriorarlo.
Figura 9.29. Instalación de interfaz canaletaconduit, sin innerduct
4 Halar la fibra
435
Introducir el cable dentro del innerduct. Normalmente el cable puede ser halado a mano.
No exceder la tensión de halado o el radio de curvatura recomendado, el cual es especificado por el fabricante.
5 Dejar un circuito de servicio. Este circuito se utiliza para mitigar la tensión en el cable y brindar flexibilidad para
futuros cambios. Siempre se debe llevar la fibra con el innerduct a un punto de terminación. El cable
debe ser almacenado y preparado dentro del gabinete. El circuito de servicio debe ser lo suficientemente largo para alcanzar el otro lado del
gabinete en caso de ser reubicado o de adición de equipo en un futuro.
6 Asegurar el cable al gabinete de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Todos los cables deben ser anclados al gabinete terminal utilizando el Kevlar de
cable que actúa como un mitigante de tensión. Se debe tener mucho cuidado de no apretar demasiado los anillos o correas.
7 Identificar el cable Fijar un número de identificación único (Igual al de los planos) para cada extremo de
cable mostrando el punto de origen y su extremo
8 Información de documentación del cable Obtener una copia de los planos de la instalación o del anteproyecto. Mostrar claramente el tipo de cable que va a instalar Mostrar claramente el conducto que se utilizó Describir la aplicación de los cables instalados.
Figura 9.30. Detalle de la disposición final de fibra óptica en una canaleta
436
99..88.. RREESSTTAAUURRAACCIIÓÓNN DDEE PPEENNEETTRRAACCIIOONNEESS CCOONNTTRRAAIINNCCEENNDDIIOO
La prevención de fuego es una parte esencial del trabajo del instalador, debido a que a
menudo es necesario crear aperturas en las paredes y pisos existentes dentro de los
edificios, es necesario cerrar la aperturas que fueron creadas.
El fuego y el humo son riesgos que crean gran peligro en tiempo muy corto. Una vez que
comienzan un edificio pueden esparcirse rápidamente y son difíciles de controlar. Por
esto, el instalador debe restaurar todas la aperturas hechas durante la instalación.
El aislamiento de los cables y los aseguradores contienen materiales que pueden ser
tóxicos cuando se calientan, para ambientes plenos se deben usar elementos resistentes
al calor.
Los mecanismos de prevención mecánica del fuego son algunas veces utilizados para
ajustarse alrededor del cable, tubos y conductos. Los sistemas de prevención de fuego no
mecánicos son generalmente flexibles. Estos incluyen artículos como masillas, espumas
de silicona y otros tipos de materiales que pueden ser moldeados para ajustarse a las
aperturas y sellarlas. Las masillas de prevención tiene una propiedad que cuando hay
presencia de calor se empiezan a ensanchar. Estas masillas:
Tiene la consistencia de una masilla vidriosa
Se mantiene constantemente suaves y flexibles
Pueden ser instaladas con otros materiales.
PPAASSOO RREESSTTAAUURRAACCIIÓÓNN DDEE PPEENNEETTRRAACCIIOONNEESS
1 Conductos contra incendios, tubos e innerducts en ladrillo, concreto o pared de concreto. Los requerimientos para la prevención de incendios son variables y dependen de: Grueso de la pared Evaluación horaria requerida Tamaño de la apertura Instalación de los materiales
437
Figura 9.31. Penetración del conducto a través de piso o muro
2 Penetraciones de suelo para prevención de incendios. El sellado de aperturas en los sleeves en el suelo que contienen tubos, cables o
innerducts requiere el conocimiento sobre el espesor del suelo, tamaño de la apertura, tipo de material, entre otras.
3 Pared seca contra incendios. Las penetraciones en pared seca son requeridas típicamente para tener la
prevención de incendios a ambos lados de la pared.
Figura 9.32. Sellamiento contra incendio de una pared seca
438
4 Proteger contra incendios todas las penetraciones. Inspeccionar toda la ruta del cable para ver si existe alguna penetración a través de
la pared. Si se han usado mangas de los tubos, asegúrese de proteger contra incendios las
penetraciones en la pared en cada extremo de dichas mangas (sleeves).
Figura 9.33. Sellamiento de paredes o pisos con mangas (sleeve)
5 Prevenir contra incendios la bandeja de cables. Penetrar una bandeja de cables en una pared no es normalmente permitido.
Generalmente la bandeja se ubica contra cada lado de la pared contra fuego, y una cantidad de sleeves o mangas son instalados para que los cables pasen a través de ellos.
Figura 9.34. Penetración de la bandeja en el muro
439
1100.. DDOOCCUUMMEENNTTAACCIIÓÓNN YY AADDMMIINNIISSTTRRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA IINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
El cableado estructurado no es estático, es dinámico, cambia constantemente con las
necesidades de los usuarios. Por lo tanto mantener una documentación correcta del
cableado es esencial.
Como se ilustró anteriormente la norma TIA/EIA 606 constituye una guía para documentar
la instalación y con esto garantizar una administración eficiente y efectiva.
1100..11.. CCOONNCCEEPPTTOOSS BBÁÁSSIICCOOSS DDEE LLAA AADDMMIINNIISSTTRRAACCIIÓÓNN
En la administración debemos tener en cuenta dos conceptos importantes: identificación y
registro.
1100..11..11.. IIDDEENNTTIIFFIICCAACCIIOONNEESS..
Una identificación es asignada a un elemento de una infraestructura de
telecomunicaciones para vincularla con el correspondiente registro. La identificación se
hace rotulando o marcando todos y cada uno de los componentes del sistema que deban
ser administrados.
La identificación es usada para ingresar a una base de datos determinados registros del
mismo tipo. Para la identificación puede usarse o no una codificación. La codificación en
caso de ser usada puede dar datos del elemento como: ubicación, subsistema al que
pertenece, dependencia, etc. Cuando la marcación no es elaborada teniendo en cuenta
una codificación solo sirve para referirnos a un registro donde se puede encontrar mayor
información del componente del cableado solicitado.
En la norma EIA/TIA 606 se establecen unos formatos para identificar cada uno de los
componentes del sistema. Esta identificación es alfanumérica, en ella las letras identifican
el tipo de componente y los números pueden representar varias cosas como: longitud,
ruta, etc.
440
Es importante tener presente que en cada instalación el instalador junto con su cliente son
los que deben definir el tipo de marcación que debe implementarse y que elementos del
sistema deben tenerse en cuenta. Normalmente, en la presentación de un proyecto o una
documentación, se entregan planos en los que se especifican claramente las rutas de
tuberías, bandejas porta cables, ubicación e identificación de salidas de
telecomunicaciones y de salidas eléctricas; sin embargo no se dan nombres específicos a
las rutas de las tuberías o bandejas.
La información de las longitudes de cable utilizadas en cada punto de la red normalmente
se obtienen del equipo de certificación.
La marcación de identificación debe ser ubicada en un lugar visible y de manera tal que
no corra el riesgo de estropearse o caerse.
La siguiente es la lista de identificadores que propone la norma EIA/TIA 606.
BCxxx Conductor de puesta atierra
BCDxxx Tubería del Backbone
Cxxx Cable
CBxxx Cable del Backbone
CDxxx Tubería
CTxxx Bandeja de cable
Ecxxx Conductor de puesta a tierra del equipo
Efxxx Facilidad de entrada
Erxxx Cuarto de equipos
Fxxx Fibra óptica
GBxxx Barraje de puesta a tierra
HHxxx Caja de paso (Handhole)
ICxxx Distribuidor intermedio
Jxxx Conector
MCxxx Distribuidor principal
MHxxx Cuarto de mantenimiento (Manhole)
441
PBxxx Caja de halado
Sxxx Empalme
SExxx Entrada de servicio
TCxxx Gabinete de telecomunicaciones
TGBxxx Barraje de tierra del gabinete
TMGB Barraje principal de tierra
Waxxx Área de trabajo
1100..11..22.. RREEGGIISSTTRROOSS
Un registro es una recolección de información acerca o relacionada con un elemento
especifico de la infraestructura de telecomunicaciones. Dependiendo del grado de
desarrollo de la administración y de la complejidad del sistema a administrar, estos
registros pueden ser más o menos detallados. Un registro respecto a un cable puede
incluir datos como: longitud del cable, marca, características eléctricas y mecánicas,
usuario, salida de telecomunicaciones, tubería que usa en su recorrido, etc.
En un registro hay cuatro categorías de información que son: Información Requerida,
Vínculos Requeridos, Información Adicional y Otros Vínculos. De estas cuatro categorías,
las dos primeras constituyen la información mínima requerida en el registro.
En la norma pueden observarse ejemplos de administración de rutas y espacios,
administración de cableado y administración de puesta a tierra.
En los ejemplos de registros dados en esta norma, la columna titulada “COMENTARIO”
contiene información que ayuda al lector a comprender el ejemplo. Los registros no
necesitan espacios para comentarios que cumpla con esta norma. En la practica, los
usuarios pueden querer agregar espacio para comentarios adicionales para alguna o toda
la información en estos archivos.
Para una efectiva administración, archivos de telecomunicaciones son típicamente usados
conjuntamente con otros registros como se ilustra a continuación según se extracta de la
norma EIA/TIA 606. Por ejemplo, un registro usado puede contener una identificación de
los archivos de los cables que sirven una oficina individual. Contrariamente, un registro de
cable puede también contener una identificación para uso de registro.
442
1100..11..33.. VVÍÍNNCCUULLOOSS..
Los vínculos corresponden a una conexión lógica entre las identificaciones y los registros.
Adicionalmente, se obtiene un vinculo entre registros cuando se tienen una identificación
de un punto de registro hasta otro registro. Los registros para elementos de infraestructura
son vinculados como muestra la figura 10.1 y la figura 10.2.
EEjjeemmpplloo: El registro de un cable informa sobre la ubicación de los extremos del cable,
pero también da información adicional con respecto al número asociado a la salida de
telecomunicaciones, así como del distribuidor y la ruta seguida por el mismo.
TTaabbllaa 1100..11:: RREEGGIISSTTRROO CCOONNCCEEPPTTUUAALL DDEE CCAABBLLEESS
DATOS COMENTARIOS
INFORMACIÓN REQUERIDA
Identificador del cable C0001 Código de identificación del cable
Tipo de cable 4 pares UTP, categoría 3
Pares o conductores no terminados
0 Número de pares o hilos que no han sido conectorizados
Pares o conductores dañados
0 Número de pares o hilos que están averiados
Pares o conductores disponibles
0 Lista de conductores que no están en uso
VÍNCULOS REQUERIDOS
Registro de posiciones terminales de pares 1-4
Estremo1 J0001
Extremo 2 3A-C17-001
3AC17001 código de identificación
Registro de empalme N/a No aplicable para registro de empalme
Registro de caminos CD34 Conducto CD34
Registros de tierra n/a No aplicable para registro de tierra
INFORMACIÓN OPCIONAL
Longitud del cable 50m
Propiedad Inquilino
Otra información opcional
OTROS VÍNCULOS
Registro de equipos Vinculo a equipo de base de datos
Otros registros de vínculos PC1583
Figura 10.1. Archivos y Registros de Telecomunicaciones
443
identificador
de hardware
de terminación
identificador
de hardware
de terminación
identificador
de hardware
de terminación
identificador
de hardware
de terminación
identificador
de hardware
de terminación
identificador
de hardware
de terminación
VINCULOS REQUERIDOS
EIA/TIA - 606
IDENTIFICADORES
registros de
caminos
registros de
caminos
registros de
caminos
registros de
caminos
registros de
caminos
registros de
caminosVinculos
registrados
OTROS VINCULOS
CODIGOS
USUARIOS
EDIFICIOS
REGISTROS
SISTEMAS
REGISTRO
EQUIPO
REGISTROS
USUARIO
REGISTROS
EDIFICIOS
REGISTROS
SISTEMAS
REGISTRO
EQUIPO
REGISTROS
USUARIO
REGISTROS
444
3A-A17
3A-A17-001
3A-B19
3A-B19-05
3A-A17-001
3A-A17-005
3A-C17
3A
HDWR DE
TERM
POS. TERM
HDWR TERM
POS. TERM
EQUIPOS
HDWR. TERM
POS. TERM
POS. TERM
TGB35BARRAJE
J0001
C0001C0011CABLE
POS. TERM
CD34CAMINO
D306AREA DE TRABAJO
J0011POS. TERM
codigo
usuario
8021
D307AREA DE TRABAJO
CT64CAMINO
CLOSET DE
TELECOMUNICACIONES
C4R6
C4R6-001
B101-01-A1C3H6
EC301
CD02
BC01
SL02-05
F16
CB02 B101
CAMINO
BACKBONE
DUCTO DE
PUESTA A
TIERRA
BACKBONE
CABLES
FACILIDAD DE
ENTRADA AL
CUARTO DE
EQUIPO
B101-02-A1
B101-02
CB01
C3H6-001EQUIPOS
POS. TERM
ELECTRODO DE
PUESTA A
TIERRA
EC101
TMGB
MH
HH
F18 CD01
MH01
CD02
CD01
ST06
HH01
Figura 10.2. Ejemplo de administración de cableado, según norma EIA/TIA 606
445
1100..11..44.. CCÓÓDDIIGGOOSS UUSSAADDOOSS..
Un “código usado” es un término específico de referencia que permite la asociación de los
registros de posiciones terminales con uno o más de otros registros Para dar un punto de
acceso común en estos registros, el código usado ayuda en actividades de administración
tales como determinación de problemas, movimientos adiciones y cambios. Mediante un
código pueden asociarse o relacionarse elementos de diferentes tipos que confluyen
dentro de un sistema y esto facilita la identificación dentro de un sistema de
administración. Por ejemplo pueden relacionarse elementos de conectividad física con la
conectividad lógica, con un solo código de usuario.
1100..11..55.. PPRREESSEENNTTAACCIIÓÓNN DDEE LLAA IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN
Un típico sistema de administración incluye rótulos, registros, informes, planos, y ordenes
de trabajo. La compilación de estos informes y la presentación de la información se basa
en los registros y la información gráfica que muestra la relación de la infraestructura de
telecomunicaciones y otras infraestructuras en el edificio.
Los documentos de orden de trabajo se requieren siempre que se vayan a implementar
cambios que afectan la infraestructura de telecomunicaciones.
1100..11..55..11 RREEPPOORRTTEESS
La información presentada en los reportes es seleccionada de varios registros de la
infraestructura de telecomunicaciones. Los reportes pueden ser generados desde una
única serie de registros o desde varios series de registros vinculados y puede requerirse
que sea presentada en diferentes formatos que den realce a algún tipo de información
específica.
La siguiente tabla, tomada de la norma EIA/TIA 606 es un ejemplo de un tipo de reporte
que se obtienen con base en la figura 10.2 y en la tabla del ejemplo anterior. El primero da
información conceptual respecto al cable: conductos usados, número, longitud, categoría,
aplicación, área servida, equipo a utilizar, etc.
446
TTaabbllaa 1100..22:: EEJJEEMMPPLLOO DDEE UUNN RREEPPOORRTTEE DDEE CCAABBLLEESS
REPORTE DE CABLE
ID del Cable Camino Pos. Ter. 1 Espacio 1 Tipo de cable Aplicación
Pos. Ter. 2 Espacio 2 Longitud Equipo
C001 CD34 J001 D306 Cat. 3 TR3
3ª C17001 3ª 50m PC569
CB02 SL0205 S4R6-001 B101 100PR CMR Voz
3ª C17001 3ª 23m PBX
1100..11..55..22 VVEERRIIFF IICCAACCIIÓÓNN DDEE LLAA AADDMMIINNIISSTTRRAACCIIÓÓNN
En la siguiente tabla se muestran los componentes de un sistema que son susceptibles a
ser administrados.
En la norma EIA/TIA 606 se ilustran ejemplos claros de la manera como puede
implementarse un sistema de administración para la infraestructura de
telecomunicaciones.
TTaabbllaa 1100..33:: SSUUMMAARRIIOO DDEE RREEGGIISSTTRROOSS DDEE EELLEEMMEENNTTOOSS
RREEGGIISSTTRROOSS
IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN
RREEQQUUEERRIIDDAA VVÍÍNNCCUULLOOSS
RREEQQUUEERRIIDDOOSS
RRUUTTAASS YY EESSPPAACCIIOOSS
CAMINOS
Identificación de caminos
Tipo de camino
Topografía del camino
Carga del camino
Registro de cables
Registro de espacios
Registro de caminos
Registro de tierras
ESPACIOS
Identificador del espacio
Tipo de espacio
Registro de caminos
Registro de cables
Registro de tierras
CCAABBLLEEAADDOO CABLES
Identificador del cable
Tipo de cable
Conductores indeterminados
Daños en conductores
Conductores disponibles
Registro de posiciones
terminales
Registro de empalmes
Registro de caminos
Registro de tierras
447
CCAABBLLEEAADDOO HARDWARE DE
TERMINACIÓN
Identificación de hardware de terminación.
Tipo de hardware de terminación
Daños de posición
Registro de posición de terminales
Registro de espacios
Registro de tierras
CCAABBLLEEAADDOO POSICIÓN
TERMINAL
Identificación de posición terminal.
Tipo de posición terminal
Código usado
Registro de cables
Registro de otras posiciones terminales
Registro de hardware de terminación
Registro de espacios
CCAABBLLEEAADDOO EMPALMES
Identificador de empalmes
Tipo de empalmes
PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA BUS GENERAL DE
PUESTA A TIERRA
Identificador de TMGB
Tipo de barraje
Resistencia a tierra
Datos de resistividad
Registro de conductores de puesta a tierra
Registro de espacios
CCOONNDDUUCCTTOORR DDEE
PPUUEESSTTAA AA TTIIEERRRRAA
CONDUCTOR DE
PUESTA A TIERRA
Identificador de conductor de puesta a tierra
Tipo de conductor
Identificador de barraje
Registro de barraje de tierra
Registro de caminos
BUS LOCAL DE PUESTA
A TIERRA
Identificador de barraje
Tipo de barraje
Registro de conductores de
Puesta a tierra
Registro de espacios
La instalación deberá quedar claramente identificada. Para el efecto, se señalan los racks
y estaciones mediante el uso el uso de etiquetas y marcas, tal como lo plantea la norma
EIA/TIA 606.
448
Figura 10.3. Identificación de posiciones individuales en una salida al área de trabajo.
Figura 10.4. Marca que representa la salida al área de trabajo.
449
1100..22.. SSIISSTTEEMMAA DDEE MMAARRCCAACCIIÓÓNN OO RROOTTUULLAACCIIÓÓNN YY CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS..
1100..22..11.. RROOTTUULLAACCIIÓÓNN
Se consideran 3 tipos de rotulación básicamente:
ROTULACIÓN ADHESIVA, de INSERCIÓN y ROTULACIÓN ESPECIAL: estos tipos de rotulación
deben ser fácilmente legibles y cumplir con los requerimientos de adhesión y fijación
especificados en la norma UL 969 (Ref. D16), que declaran las condiciones para
rotulación en exteriores e interiores.
Figura 10.5. Ubicación de cintas rotuladoras sobre conectores hembras RJ45
Dependiendo del tipo de superficie y condiciones ambientales (humedad, polvo y
temperatura), deben seleccionarse los materiales con que se fabriquen los diferentes tipos
de rótulos adhesivos.
La rotulación especial se trata, por ejemplo, del tipo de amarre, tipo clip, tipo cubierta, etc.
que es utilizada principalmente por condiciones especiales de operación y manipulación,
que eventualmente podrían propiciar un mayor desgaste o incluso la pérdida del rótulo.
Figura 10.6. Rotulación especial sobre cables del gabinete de telecomunicaciones: Indican el área de trabajo a la que llegan
450
1100..22..22.. MMAARRQQUUIILLLLAASS RREECCOOMMEENNDDAADDAASS
La marquilla de una salida, debe estar relacionada con el usuario del cable y el gabinete
de telecomunicaciones del cual depende. Indicando a que puerto se encuentra conectada.
1100..22..22..11 EELLEEMMEENNTTOOSS DDEE CCAABBLLEEAADDOO HHOORRIIZZOONNTTAALL
1100..22..22..11..11 CCAABBLLEE UUTTPP
Identificador: C – P – S – K
Donde: C: Prefijo de cable
P: Piso al que sirve el cable
S: Tipo de servicio (voz, datos, etc.)
K: Número de cale consecutivo por piso
Ubicación: Se utilizan dos marquillas ubicadas cada una en los extremos del cable, si es
muy largo (60 a 80m) se emplea un rotulado en el centro.
EEjjeemmpplloo::
C 01 DAH 01
Esto significa que es el cable UTP (C), que atiende al piso 1 (01), es de datos horizontal
(DAH) y corresponde al consecutivo por piso 1 (01). Adicionalmente, si el cable que llega
no es UTP sino fibra se reemplaza la C por una F, si fuera STP por S.
1100..22..22..11..22 GGAABBIINNEETTEE DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAACCIIOONNEESS
Identificador: CT – N – P – S
Donde: CT: Gabinete de telecomunicaciones
N: Número del gabinete
P: piso al que atiende
S: Tipo de salida (voz, datos, etc.)
1100..22..22..22 EELLEEMMEENNTTOOSS DDEE CCAABBLLEEAADDOO PPAARRAA BBAACCKKBBOONNEE
Conforme a la norma, la identificación del cableado vertical (Backbone), sigue los
siguientes preceptos
1100..22..22..22..11 CCAABBLLEE UUTTPP
Identificador: C – Po – Pd – S – K
451
Donde: C: Cable
Po: Piso de origen
Pd: Piso de destino
S: Tipo de servicio (para este caso, porque esta letra también corresponde a un empalme. Este tipo de cambios deben quedar bien documentados)
K: Número de cable consecutivo por piso
EEjjeemmpplloo::
C 01 03 DAV 01
Este es el cable UTP (C) que va desde el piso 01 al piso 03, es de datos vertical y tiene
como número consecutivo por piso 01.
1100..22..22..22..22 BBAANNDDEEJJAA PPOORRTTAACCAABBLLEE
Identificador: B – R – P
Donde: B: bandeja
R: Ramal de la bandeja
P: piso al que atiende.
1100..22..22..22..33 CCAANNAALLEETTAA MMEETTÁÁLLIICCAA
Identificador: CM – R – P
Donde: CM: Canaleta metálica
R: Ramal de la bandeja
P: Piso al que atiende.
Si se trata de una ttuubbeerrííaa mmeettáálliiccaa se cambia el prefijo CM por TM. [23]
1100..22..33.. CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS..
Adicionalmente a los requerimientos de los sistemas de marcación expuestos para la
infraestructura de telecomunicaciones, es importante considerar el código de colores para
los rótulos pues esto permite simplificar la administración de los servicios de
telecomunicaciones.
El código de colores especificado en la norma EIA/TIA 606 esta basado en la
configuración en estrella jerárquica de la norma EIA/TIA 568. Este estándar permite un
máximo de dos niveles jerárquicos en el backbone. El primer nivel en jerarquía abarca el
452
cableado desde el distribuidor principal hasta el gabinete de telecomunicaciones en el
mismo edificio o un distribuidor intermedio en un edificio remoto. El segundo nivel
comprende el cableado entre dos gabinetes de telecomunicaciones, ubicados en el edifico
donde se encuentra el distribuidor principal, o entre un distribuidor intermedio y un
gabinete de telecomunicaciones en un edificio remoto.
Es muy importante para el personal que ejerce las labores de administración, distinguir
entre el primero y el segundo nivel de cables en el backbone. Un código de colores bien
organizado ayuda a diferenciar bien cada uno de estos niveles y a asegurar que los dos
niveles máximos del backbone no sean excedidos.
1100..22..33..11 RREEGGLLAASS DDEELL CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS ..
Los rótulos de identificación de los extremos del mismo cable deben ser del mismo color.
Los rótulos de identificación de los extremos del mismo cable deben ser del mismo color.
El color naranja se utilizará para marcación del punto de interface de red que se ubica
en la facilidad de entrada.
Las conexiones realizadas entre dos campos de terminación son realizadas en dos
colores diferentes.
El color verde se usa para identificar la conexión de la terminación de la red en el lado
del cliente del punto de demarcación o interface de la facilidad de entrada.
El color púrpura identifica la terminación de cables originados desde un equipo común
(ej. : PBX, computadoras, LAN's y multiplexores.
El color blanco identifica el primer nivel de la terminación de medios de
telecomunicaciones del Backbone. En el edificio que contiene el distribuidor principal.
El color gris debe ser usado para identificar el segundo nivel de la terminación de
medios de telecomunicaciones del backbone; en el edificio que contenga el
distribuidor principal. · El color café es usado para identificar terminaciones de cables
de backbone entre edificios.
El color amarillo es usado para identificar la terminación de circuitos auxiliares, alarma,
circuitos de mantenimiento, seguridad y otros circuitos
El color rojo identifica la terminación de sistemas telefónicos codificados
453
1100..22..33..22 CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS PPAARRAA FF II BBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
La norma EIA/TIA 598 considera los siguientes códigos de colores para las fibras ópticas,
de acuerdo al número de fibras.
TTaabbllaa 1100..44:: CCÓÓDDIIGGOOSS NNOORRMMAALLIIZZAADDOO DDEE CCOOLLOORREESS PPAARRAA CCAABBLLEESS DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
NNÚÚMMEERROO DDEE LLAA FFIIBBRRAA CCOOLLOORR DDEELL TTUUBBOO CCOOLLOORR DDEE LLAA FFIIBBRRAA
1 Azul Azul
2 Azul Naranja
3 Azul Verde
4 Azul Marrón
5 Azul Teja
6 Azul Blanco
7 Azul Rojo
8 Azul Negro
9 Azul Amarillo
10 Azul violeta
11 Azul Rosa
12 Azul Agua
13 Naranja Azul
14 Naranja Naranja
15 Naranja Verde
16 Naranja Marrón
17 Naranja Teja
18 Naranja Blanco
19 Naranja Rojo
20 Naranja Negro
21 Naranja Amarillo
22 Naranja Violeta
23 Naranja Rosa
24 Naranja Agua
25 Verde Azul
26 Verde Naranja
27 Verde Verde
28 Verde Marrón
29 Verde Teja
30 Verde Blanco
31 Verde Rojo
32 Verde negro
1100..22..33..33 CCÓÓDDIIGGOO DDEE CCOOLLOORREESS CCAABBLLEESS PPAARR TTRREENNZZAADDOO
Los cables de Par Trenzado siguen la normalización de colores sugerida en la EIA/TIA
568A y que están explicadas previamente en el capítulo de Conectorización y
Terminaciones de la presente obra. Dicho código de colores se aplica también a los
PatchCords y a las extensiones del cableado horizontal.
454
TTaabbllaa 1100..55:: CCÓÓDDIIGGOOSS NNOORRMMAALLIIZZAADDOO DDEE CCOOLLOORREESS PPAARRAA CCAABBLLEESS PPAARR TTRREENNZZAADDOO
PPAARR GGRRUUPPOO DDEE RREEGGIISSTTRROO
NNÚÚMMEERROO CCOOLLOORR
BBOOQQUUIILLLLAA CCOOLLOORR AANNIILLLLOO CCOOLLOORR
AAPPLLIICCAABBLLEE AA
PPAARREESS
1 Blanco Azul BlancoAzul 001025
2 Blanco Naranja BlancoNaranja 026050
3 Blanco Verde BlancoVerde 051075
4 Blanco Café BlancoCafé 076100
5 Blanco Plateado BlancoPlateado 101125
6 Rojo Azul RojoAzul 126150
7 Rojo Naranja RojoNaranja 151175
8 Rojo Verde RojoVerde 176200
9 Rojo Café RojoCafé 201225
10 Rojo Plateado RojoPlateado 226250
11 Negro Azul NegroAzul 251275
12 Negro Naranja NegroNaranja 276300
13 Negro Verde NegroVerde 301325
14 Negro Café NegroCafé 326350
15 Negro Plateado NegroPlateado 351375
16 Amarillo Azul AmarilloAzul 376400
17 Amarillo Naranja AmarilloNaranja 401425
18 Amarillo Verde AmarilloVerde 426450
19 Amarillo Café AmarilloCafé 451475
20 Amarillo Plateado AmarilloPlateado 476500
21 Morado Azul MoradoAzul 501525
22 Morado Naranja MoradoNaranja 526550
23 Morado Verde MoradoVerde 551575
24 Morado Café MoradoCafé 575600
25 Morado Plateado MoradoPlateado
Nota: Dicha tabla se aplica para grupos de registro de cables hasta 600 pares.
En el caso de los cables de telecomunicaciones que se componen de más de 25 pares y
hasta 1800 pares (Los cables del cableado vertical o Backbone) contienen recubrimiento
aislante de polietileno con efectos retardantes a la llama. A cada conductor se le diseña e
implementa un aislamiento de manera que brinde facilidades de identificación. Cada
conductor plástico aislado se amarra en grupos de registro codificados de 25 colores cada
uno. Usualmente, el primer grupo de conductores se localiza en cercanías de la parte
central del cable y los siguientes grupos se ubican en capas que van hacia la chaqueta
del cable.
455
456
1111.. PPRRUUEEBBAASS YY CCEERRTTIIFFIICCAACCIIÓÓNN
La caracterización del sistema de cableado proporciona importante información para el
soporte de futuras aplicaciones y equipos.
Las mediciones de campo y la verificación del rendimiento en la operación de transmisión
del sistema conllevan a una entrega profesional del sistema de cableado estructurado del
contratista al cliente o del interventor al cliente. Ello mejora la efectividad del conjunto y
por tanto, la satisfacción del cliente.
En este capítulo se hace énfasis en las pruebas de cables de cobre par trenzado UTP,
STP y FTP (ScTP), según definiciones de la norma EIA/TIA 568A y pruebas al sistema
de fibra óptica.
1111..11.. PPRRUUEEBBAA AALL CCAABBLLEEAADDOO DDEE CCOOBBRREE
Anteriormente las pruebas de conectividad consistieron solamente en una inspección
visual. Hoy por hoy los clientes y usuarios de la red necesitan reconocimientos más
comprensivos y eficientes para validar que las conexiones que soportan las aplicaciones
de telecomunicaciones operarán conforme a lo estipulado en los diseños del cableado
estructurado.
Una inspección visual permite realizar un primer diagnóstico. Se trata del procedimiento
que más tiempo requiere en las pruebas de los circuitos de red. Se aconseja seguir los
siguientes pasos:
En los lugares donde se observe Par trenzado retorcido, se debe alinear
correctamente, de manera que los conductores permanezcan en una posición
correcta.
El cable coaxial también debe permanecer alineado recto. Es bien sabido que un
cable retorcido puede desviar el conductor central y pegarlo a la pantalla, variando la
impedancia del cable y menguando sus propiedades de transmisión. Si la deformación
está muy pronunciada, es preferible cambiar el trayecto.
457
Inspeccionar correctamente que todas los cables estén correctamente sujetados en
los puntos terminales.
Si existen ganchos, abrazaderas y demás elementos necesarios durante la
instalación, es preferible retirarlos (Excepto en los puntos terminales), pues los cables
ya deben estar dispuestos correctamente y no se van a mover. Además, dichos
elementos pueden constituir un estorbo para futuras ampliaciones.
Chequear cortes y tonsuras en los cables. Ello implica daño en el aislamiento del
cable.
Verificar la correcta señalización en los terminales de cada cable.
Realizar una comparación visual entre lo que se tiene en los planos y lo que realmente
existe cableado, cerciorándose que el cableado llega a donde realmente se había
estipulado.
Cualquier instalación adicional que no está marcada en los planos debe documentarse
nuevamente, ya sea mediante la realización del respectivo plano o mediante la
corrección del mismo.
La atenuación se evalúa en un rango de frecuencia. Los límites de la categoría en
evaluación determinan si el cable cumple o no los requerimientos de la red. El NEXT se
evalúa de manera similar.
La experiencia de los instaladores indica que esta inspección es la que mayor tiempo
toma. Normalmente, si el cable presenta una apariencia externa adecuada, entonces
indica que está bien. Los daños externos más comunes son corte del recubrimiento y
exposición del conductor interior.
Actualmente, las pruebas de reconocimiento y verificación del sistema de cableado
estructurado están contempladas en la norma EIA/TIA TSB67. Los procedimientos que
se contemplan para dichas pruebas eléctricas se designan a continuación.
1111..11..11.. PPRRUUEEBBAA DDEE CCOONNTTIINNUUIIDDAADD
Esta es la prueba más básica que permite verificar la instalación adecuada. El objetivo de
esta prueba es:
Verificar la existencia de circuitos abiertos: Se indica la presencia de terminaciones
incompletas, conectores malos y cables averiados.
458
Verificar la existencia de corto circuitos: Se verifican de esta manera la existencia de
conectores incompletos y cables defectuosos.
Verificar terminaciones incompletas
Para realizar esta prueba se puede emplear un Multímetro que mida resistencia y
corriente D.C. Una desventaja de emplear estos medidores es el tiempo que toma
chequear las posibles combinaciones.
Los medidores más prácticos son los Escáner de Pares, pues ellos verifican rápidamente
circuitos abiertos y en corto, además de examinar las posiciones de la instalación de
múltiples pares. Los Escáner de Pares no prueban la operación del sistema pero
proporcionan las funciones de los medidores de continuidad (Circuitos abiertos y en corto,
conexiones mal realizadas, cambios de alambres). Existen unidades que además indican
las longitudes de los cables. Una amplia gama de dichos escáner también pueden ser
empleados en el diagnóstico de conexiones mediante cables coaxiales.
Figura 11.1. Probador o Escáner de Pares, con capacidad para diagnosticar Par Trenzado y Coaxial
Para utilizar un Escáner de Pares, se debe:
Desconectar el equipo de aplicación
Colocar el Escáner al final de una línea (Se puede requerir en algunos casos, el uso
de PatchCords). La unidad remota del Escáner debe ir en la otra punta del cable.
Diagnosticar y corregir los lugares donde se indican anormalidades.
Mantener registros de los resultados que indica el Escáner. Es apropiado entregar
esta información al cliente.
LA EIA/TIA TSB67 recomienda además pruebas de continuidad y mapeo de la red. Se
deben verificar además los siguientes requerimientos relativos a la Longitud:
459
Longitud no mayor de 94m para un enlace básico (Cableado horizontal medido entre
conector y conector). Esta longitud incluye los dos cordones de prueba que tienen una
longitud aproximada de 2m cada uno.
Longitud no mayor de 100m para un canal (Cableado horizontal que incluye
conectores y patchcords de los equipos).
Adicionalmente, es frecuente realizar prueba a la longitud del cable. La verificación de la
longitud es la mejor manera para encontrar cortos, cables abiertos y cortes en el cable.
La longitud se mide mediante una técnica llamada Reflectometría en el Dominio del
Tiempo (TDR). Esta técnica consiste la generación de un pulso. Una vez dicho pulso
encuentra un cambio en la impedancia (Cortos, cortes y malas conexiones) entonces se
refleja parte del pulso de energía hacia el elemento probador. Dicho probador mide
entonces el tiempo que transcurre cuando se genera el pulso y cuando se recibe la onda
reflejada. Conociendo la velocidad que demora el electrón en viajar a través del cable de
cobre (Usualmente equivale al 82% de la velocidad de la luz), entonces se calcula la
distancia hasta la falla.
La magnitud de la onda reflejada es proporcional al cambio de impedancia. Por tanto, se
causa una gran reflexión si se encuentra un circuito abierto.
La siguiente figura ilustra el montaje que se sigue para realizar la prueba TDR
Figura 11.2. Montaje del escáner TDR, para medir la longitud de un cable de cobre.
Muchos probadores tienen una zona muerta de cerca de 6 metros, donde no se pueden
detectar fallas. Esto se debe a que el pulso incidente dura cerca de 20ns y dado que la
velocidad media de la señal es de casi 3 ns/m, entonces esto significa que el pulso no
habrá salido del probador después de 6 metros.
Un TDR es un medidor muy poderoso para identificar fallas en cables de par trenzado y
coaxiales y es apropiado para realizar pruebas de continuidad en redes de área local.
1111..11..22.. PPRROOBBAADDOORREESS DDEE CCAABBLLEESS
Las pruebas para Atenuación y NEXT (Nearend Crosstalk) han sido realizadas a los
largo de varios años. Sin embargo, no habían sido especificadas en ningún estándar,
460
hasta la emisión de la norma EIA/TIA TSB67, que establece procedimientos consistentes
para dichas mediciones. Los equipos de prueba están disponibles en diversas marcas. En
tal sentido, se recomienda elegir equipos de prueba que cumplan la normalización
EIA/TIA TSB67 Nivel 2.
Los probadores de Nivel 2 son mucho más completos que los Escáner de Pares y
requieren más entrenamiento y experiencia para asegurar resultados apropiados. Como
es sabido, los límites de desempeño se diseñan para evaluación de las Categorías 3, 4, 5
(También son apropiados para las categorías 5e y 6)
Figura 11.3. Probadores de Nivel 2: Fluke DSP100 y Fluke DSP4000
1111..11..22..11 CCOONNFFIIGGUU RRAACCIIÓÓNN
Por lo general, el procedimiento básico en estos probadores es:
Selección de la categoría del cable en evaluación
Seleccionar el cable que se está evaluando (UTP, STP, FTP, Coaxial)
Selección de la configuración de la prueba (Conexión de Enlaces Básicos o
Conexiones por Canales)
461
HUB
5566.3
1256
Cable Horizontal
Cable del área de
trabajo
cable del
equipo
Bloques terminales
Probador
remoto
Estación
de trabajo
del usuario
Toma hacia el
área de trabajo
Patch-Cord Patch-Cord
Medidor
Configuración del Enlace Básico
HUB
5566.3
1256
XXXXXXX
Probador
remoto
Medidor
Estación
de trabajo
del usuario
Toma hacia el
área de trabajo
Cable HorizontalCable del área de
trabajo
Conectores
de cruce
Bloques terminales
Cable de
equipos
Configuración de Conexión por Canal
Figura 11.4. Configuraciones de Prueba para el cableado en cobre
462
1111..11..22..22 CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN
Los diferentes instrumentos de medición de campo requieren diferentes procedimientos
de calibración. La adecuada calibración de los instrumentos para medición en campo
aseguran comprobaciones acertadas. Además del instrumento en sí, se requieren
adaptadores y conectores para conectar el probador a la unidad remota. La secuencia de
calibración se realiza desde dicha unidad.
1111..11..22..33 CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN VVNNPP
Es importante seleccionar el tipo de cable adecuado y determinar la Velocidad Nominal de
Propagación (VNP) mediante el procedimiento de calibración del medidor de campo.
La norma EIA/TIA TSB67 bosqueja un procedimiento simple de calibración para
establecer la VNP, empleando un cable de longitud previamente conocida. Ello permitirá
realizar futuras mediciones de longitudes de cables. La figura 11.5 ilustra el proceso de
calibración VNP.
Cable de longitud conocida
15m mínimo
Conector modularConector modular
Cordón para
pruebas
Probador remotoProbador principal
de cable
5566.31256
Figura 11.5. Calibración del VNP
Desenrollar un mínimo de 15m de cable y llevarlo a los conectores modulares en
ambos extremos.
Verificar la longitud de este cable utilizando una cinta de medición o lienza.
Conectar este cable a la unidad principal y a la unidad remota del probador.
Seleccionar la calibración VNP en los menúes del medidor, colocando la longitud del
cable, teniendo presente la verificación de unidades (Preferiblemente, Sistema
Métrico).
463
En caso de realizar mediciones en otras instalaciones con otro tipo de cable, será
necesario volver a calibrar el Probador.
Normalmente toda medición eléctrica se ve afectada por entradas modificadoras e
interferentes. La experiencia permite decidir si la medición que muestra el probador es
adecuada y congruente. Entre algunas causas de error se podrían contar cambios en la
temperatura y la humedad.
Algunos equipos pueden ser sensibles a ruidos de radios portátiles. El ruido es una
variable que concierne a todos, pero las normas no lo citan y es difícil de evaluar. Para
corroborar mediciones que se sospechen, están contaminadas de ruido, lo más apropiado
es repetir la medición.
La medición de las longitudes tienen un alcance limitado, pues es el resultado estimado
del retardo que usa el VNP
La mayoría de las mediciones se realizan empleando la función Autotest con lo que se
automatiza una verificación completa.
Los valores típicos de la velocidad de propagación (VNP), se relacionan en la tabla 11.1
TTaabbllaa 1111..11:: VVAALLOORREESS DDEELL VVNNPP EENN AALLGGUUNNOOSS CCAABBLLEESS CCOOMMEERRCCIIAALLEESS
TTIIPPOO DDEELL CCAABBLLEE VVNNPP
Cable Coaxial RG58 0,65c 0,77c
Cable Belden 9880 (10BASE5) 0,77c
Cable Silver Satin 0,58c
Cable UTP AT&T 1024 0,66c
Cable Coaxial RG62 0,84c
1111..11..33.. DDEESSEEMMPPEEÑÑOO DDEELL PPRROOBBAADDOORR
Existen aún parámetros que no están especificados por la norma TSB67, pero que son
útiles para el diagnóstico de problemas. Por ejemplo, la reflectometría en el dominio del
tiempo.
1111..11..33..11 PPRREECCIISS IIÓÓNN
Un medidor puede entregar resultados de los parámetros individuales (Atenuación e
Interferencia NEXT) bosquejando una región en la que se señala que la prueba Pasa o
NoPasa. Adicionalmente, existe una región de tolerancia.
464
Se dice que una verificación Pasa la prueba si cumple los requerimientos especificados
por las normas y estándares internacionales, previamente estudiados en este libro. La
figura 11.6.a ilustra la región de tolerancia de un Probador de 2° Nivel convencional.
Figura 11.6.a. Región de tolerancia de un medidor convencional
En la práctica, lo que se debe hacer es comparar los resultados de la medición contra los
valores normalizados. La figura 11.6.b ilustra una medición real. Para este ejemplo, se
juzga que el sistema cumple los valores normalizados, pues las mediciones están en la
región Pasa.
Figura 11.6.b. Caso ilustrativo de interpretación de lecturas (Fluke DSP4000)
Es aconsejable guardar la información durante periodos de tiempo cortos, y si es
necesario, recopilar la información en disquetes.
Las tablas siguientes sirven de referencia para proceder a la certificación de una red,
montada en cable UTP hasta categoría 5, tomada en canales de cableado (Incluyendo el
enlace básico y los patchcords)
465
TTaabbllaa 1111..22:: VVAALLOORREESS MMÁÁXXIIMMOOSS DDEE AATTEENNUUAACCIIÓÓNN PPAARRAA CCAANNAALLEESS DDEE 9900mm UUTTPP 110000,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA
EEIIAA//TTIIAA 556688AA;; LLAA LLOONNGGIITTUUDD DDEE LLOOSS PPAATTCCHHCCOORRDDSS EESS HHAASSTTAA 1100mm
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
1.0 4.2 2.6 2.5
4.0 7.3 4.8 4.5
8.0 10.2 6.7 6.3
10.0 11.5 7.5 7.0
16.0 14.9 9.9 9.2
20.0 11.0 10.3
25.0 11.4
31.25 12.8
62.5 18.5
100.0 24.0
TTaabbllaa 1111..33:: VVAALLOORREESS DDEE PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT PPAARRAA CCAANNAALLEESS DDEE 9900mm UUTTPP 110000,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA EEIIAA//TTIIAA
556688AA;; LLAA LLOONNGGIITTUUDD DDEE LLOOSS PPAATTCCHHCCOORRDDSS EESS HHAASSTTAA 1100mm
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
1.0 39.1 53.3 60.0
4.0 29.3 43.3 50.6
8.0 24.3 38.2 45.6
10.0 22.7 36.6 44.0
16.0 19.3 33.1 40.6
20.0 31.4 39.0
25.0 37.4
31.25 35.7
62.5 30.6
100.0 27.1
La información contenida en estas tablas complementa los parámetros de los cables UTP,
dados en el capítulo de Medios de Transmisión de la presente obra.
1111..11..33..22 AADDAAPPTTAADDOORREESS DDEE IINNTTEERRFFAAZZ
En ocasiones, se necesita una interfaz para adaptar los medidores de campo a las
conexiones básica/canal en evaluación. Dichos adaptadores, como los que se ilustran a
continuación pueden afectar la efectividad de la medición. Lo recomendable es emplear
instrumentos suministrados por el fabricante.
466
Figura 11.7. Accesorios adicionales para calibrar el Probador de campo
1111..11..33..33 LLOOCCAALLII ZZAACCIIÓÓNN DDEE AAVVEERRÍÍAASS
En el caso que una conexión no cumpla las especificaciones, entonces es necesario
hacer un alto y comprender qué pasa, cuál es la causa de la falla. La medición NoPasa
simplemente puede indicar problemas en el cableado, en los componentes, en el equipo
de prueba o por deficiencias en la instalación.
Los siguientes procedimientos pueden ayudar a investigar la falla:
Asegurarse que el tester trabaja adecuadamente, chequeando la calibración. Los límites
de las lecturas originales son 3dB para NEXT y 1dB para la atenuación. Si los límites
originales de lectura se sitúan en dicho rango, entonces el medidor está trabajando
adecuadamente.
TTaabbllaa 1111..44:: PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA SSOOLLUUCCIIÓÓNN DDEE PPRROOBBLLEEMMAASS EENN LLAA MMEEDDIICCIIÓÓNN
PPRROOBBLLEEMMAA SSOOLLUUCCIIÓÓNN
El medidor no enciende Revisar las Baterías
El medidor no trabaja o falla en la calibración remota
Asegurarse que las unidades principal y remota está encendidas y con baterías buenas.
Reemplazar el PatchCord de prueba
Probador configurado incorrectamente
Reset a los parámetros y calibrar apropiadamente el VNP
Configuración incorrecta del probador para el tipo de conexión
Reset al probador para Conexión Básica o Conexión de Canal según el caso
Autotest muestra NoPasa. Hay que chequear las áreas de prueba
NoPasa el mapeo Chequear si el probador realmente está midiendo el circuito deseado. Examinar conexiones de pares abiertos, quebrados y cruzados
NoPasa la longitud Revisar y recalibrar el VNP con el cable conocido.
Revisar la longitud total de los PatchCord y los equipos.
467
NoPasa Atenuación Revisar que todos los cables cumplan el rango de categoría
NoPasa NEXT Revisar que todos los cables cumplan el rango de categoría
Revisar la calidad de todas las terminaciones
El probador no corre un autotest Revisar las configuraciones en el menú Revisar las unidades Revisar conexiones en ambos extremos
El probador no almacena la información de un autotest
Revisar que se haya elegido un nombre único para los resultados de prueba
Revisar la capacidad de memoria
Si se siguen los procedimientos indicados en la tabla anterior, entonces cuando se
identifica el desperfecto deberá tomarse la acción correctiva.
468
1111..22.. PPRRUUEEBBAA AALL CCAABBLLEEAADDOO DDEE FFIIBBRRAA ÓÓPPTTIICCAA
La revisión del tendido de fibra óptica se dirige a la inspección de los siguientes
argumentos:
Pruebas de preinstalación
Pruebas de aceptación
Pruebas de mantenimiento preventivo
Pruebas de mantenimiento correctivo
1111..22..11.. PPRRUUEEBBAASS DDEE PPRREEIINNSSTTAALLAACCIIÓÓNN
Este tipo de pruebas se lleva a cabo en el mismo carrete que contiene la fibra óptica, una
vez ha sido recibida del proveedor y antes de proceder a instalarla en la red. La idea de la
prueba de preinstalación es verificar:
El cable no ha sufrido averías durante el transporte
El cable no tiene defectos de fabricación
La atenuación de la fibra corresponde al reporte entregado por el fabricante desde
el momento del embarque.
De esta manera, en caso de encontrar anormalidades, es posible realizar reclamos por
garantías y pólizas de cumplimiento. Además, se previenen posibles cambios futuros en el
cableado por haber instalado una fibra con posibles anormalidades.
Al emplear una fuente de luz y el medidor de potencia (Como el de la figura 11.8),
conectores, empalmes mecánicos o adaptadores de fibra, siempre se deben evaluar cada
una de las fibras que conforman el conductor de fibra óptica
Figura 11.8. Fuente de luz y medidor de potencia óptica Fluke DSPFOM
469
Una fuente luminosa con su respectivo medidor de potencia óptica sólo mide la
atenuación de la fibra. Este dato debe ser comparado con la etiqueta de la fibra que
proporciona el fabricante. El medidor no puede determinar en qué punto existen posibles
daños.
Si se emplea un OTDR, sólo se requiere acceso a un solo extremo de la fibra, empleando
un pigtail. Un OTDR permite medir:
Atenuación entre extremos de la fibra. Dicho resultado debe ser comparado por la
información suministrada por el fabricante.
Distancia hasta el punto de máxima atenuación. Esto se interpreta como un defecto en
el hilo de fibra o puede tratarse de la terminación del cable. El OTDR mostrará la
distancia existente entre el extremo y el daño en la fibra en pies o en metros. .
Figura 11.9. OTDR EXFO, serie IQ7000
Las marcas que existen en las fibras pueden ser empleadas para determinar el lugar
físico donde existe el daño.
1111..22..22.. PPRRUUEEBBAASS DDEE AACCEEPPTTAACCIIÓÓNN
Una conexión de fibra óptica consiste en una ruta de un hilo de fibra óptica que tiene un
conector en ambos extremos. Las conexiones de fibra óptica normalmente comienzan y
terminan en lugares de administración, llamadas Unidades de Distribución de Fibra. Las
conexiones se llevan a elementos electrónicos, que pueden ser hubs, multiplexores y
enrutadores con puentes. Se puede crear múltiples conexiones en las Unidades de
Distribución de Fibra, empleando puentes, para crear circuitos.
Una conexión de fibra óptica (o circuito) puede probarse antes de entrar en servicio y en
cualquier otro instante de tiempo. Para medir la atenuación en el circuito de la fibra, se
puede emplear un medidor de potencia óptica o un OTDR. Recuérdese que el primer
medidor requiere acceso a ambos extremos de la fibra y un OTDR sólo requiere acceso a
un extremo.
470
Los beneficios de las pruebas de aceptación son:
Verificación que la atenuación total de todos los componentes pasivos en la conexión
cumplen los parámetros de diseño.
Verificación que los componentes pasivos han sido instalados apropiadamente.
Minimización del tiempo perdido debido a mantenimientos o a componentes pasivos
mal instalados.
Se establecen responsabilidades cuando los circuitos se configuran por la unión de
múltiples conexiones y si son instalados por diversos proveedores.
Proporciona referencias para comparar futuras mediciones.
Cuando la prueba se ejecuta en una edificación, se requieren mínimo dos personas en
caso que se realice con una fuente luminosa y un medidor de potencia óptica,
preferiblemente comunicados mediante radios. Este método entrega mediciones más
acertadas que el OTDR. Sin embargo, esta prueba sólo debe realizarse en conexiones
individuales, mas no en circuitos que tengan uno o más puentes, pues el circuito puede
ser modificado en el futuro y el valor de la atenuación en cada circuito debe ser requerido
por clientes y técnicos para realizar un diseño apropiado en el futuro.
Si la prueba de aceptación se realiza con un OTDR, se requiere sólo un técnico, que
puede situarse en cualquier extremo de la fibra, pero trabajando en el conector principal,
en la sala de equipos o en el gabinete de comunicaciones. De esta manera se minimizará
el número de lugares que se tengan que visitar.
Las ventajas de realizar la prueba de aceptación con un OTDR, en vez que con una
fuente y medidor ópticos son:
Sólo se requiere un persona para realizar la prueba.
Se pueden probar circuitos con múltiples conexiones y la atenuación de cada una de
ella puede medirse individualmente
La información se puede almacenar directamente en medios magnéticos.
1111..22..33.. PPRRUUEEBBAASS DDEE MMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOO PPRREEVVEENNTTIIVVOO
Este tipo de pruebas son periódicas y se realizan en cada conexión para medir su
atenuación en cada enlace y compararla con los valores iniciales de la prueba de
471
aceptación. De esta manera, se verifican potenciales problemas antes que salgan fuera
de servicio.
Por lo general, estas pruebas se llevan a cabo en horarios en que la red no esté ocupada
(Preferiblemente fines de semana y horas nocturnas), para evitarle trastornos a los
usuarios.
Las ventajas de realizar este tipo de pruebas son:
Minimización del tiempo fuera de servicio
Realización de pruebas planeadas, en vez de salidas de servicio no planeadas.
Proporciona mayor confiabilidad a la red.
Esta prueba se puede llevar a cabo empleando una fuente y un medidor de potencia
óptica o un OTDR. La prueba de circuitos en vez de conexiones aisladas es aceptable
para la realización del mantenimiento. En caso de encontrar discrepancias en los
resultados de un circuito, entonces es aconsejable chequear las conexiones individuales
hasta encontrar el área del problema.
1111..22..33..11 LLOOCCAALLII ZZAACCIIÓÓNN DDEE AAVVEERRÍÍAASS
Habrán ocasiones en que los usuarios de la red tendrán tiempo perdido debido a
problemas en los circuitos. En estos casos, es aconsejable seguir el siguiente
procedimiento:
RREECCOOLLEECCTTAARR IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN: Determínese una visión general del problema y qué
condiciones o actividades tomaban lugar en el momento que aparece la dificultad.
EEVVAALLUUAARR LLAA SSIITTUUAACCIIÓÓNN: Determínese la prioridad de la condición y los recursos
disponibles para corregir el problema.
IINNVVEESSTTIIGGAARR EELL PPRROOBBLLEEMMAA: Decídase si se debe comenzar al principio del circuito y trabajar
hacia la parte media de dicho circuito, o viceversa, determinando dónde ocurrió el
problema. Una inspección visual puede ser de gran ayuda.
CCOORRRREEGGIIRR EELL PPRROOBBLLEEMMAA: Restáurese el circuito a su condición de trabajo original,
tomando la acción correctiva.
Siempre se debe desarrollar una inspección visual de las áreas donde se va a trabajar.
Los siguientes aspectos deben ser tenidos en cuenta:
Paneles eléctricos abiertos y conductores descubiertos.
472
Riesgos de tropiezos y caídas en el suelo.
Riesgos aéreos, tales como bandejas portacables, que pueden causar heridas en la
cabeza.
Riesgos en lugares donde se almacenen productos químicos.
El alcohol que se usa para limpiar los conectores es inflamable. No se debe exponer a
arcos eléctricos. Los gases y humos pueden ser tóxicos en lugares confinados. Hay que
asegurarse que la ventilación sea adecuada cuando se use alcohol.
Los lentes se usan teniendo cuidado que la luz directa no enfoque los aparatos que se
prueban. Las fuentes ópticas (Láser y LED) son potenciales dañinas de los ojos, pues la
potencia de salida es muy alta y la longitud de onda que se emite está fuera del rango de
luz visible del ojo humano.
Por tanto, siempre se debe estar alerta para que el otro extremo de la fibra óptica no
tenga funcionando la fuente óptica al realizar inspecciones visuales de los conectores.
Valga anotar que las piezas que sobran de la instalación, empalme y conectorización
(Colas de conductores, residuos de conectores, etc.) deben ser dispuestos
adecuadamente en un contenedor correctamente marcado y que una vez lleno se debe
depositar en lugares donde no ofrezca un peligro potencial para ninguna persona. Aunque
estos residuos no sean considerados peligrosos, el sentido común dirigirá la manera
correcta en que se deben disponer éstos.
1111..22..44.. UUSSOO DDEE LLAA FFUUEENNTTEE YY MMEEDDIIDDOORR DDEE PPOOTTEENNCCIIAA ÓÓPPTTIICCAA
La fuente de luz tipo multimodo emplean un diodo emisor de luz (LED). La mayoría de
estas fuentes tienen un puerto de salida para longitudes de onda de 850nm y 1300nm. Un
fuente de este tipo se ilustra en la figura 11.8.
La fuente de luz tipo monomodo emplean un diodo láser. Las mediciones estándar se
realizan para longitudes de onda de 1310nm y de 1550nm. La mayoría de las fuentes
ópticas tienen la capacidad de evaluar ambas longitudes de onda.
473
Figura 11.10. Fuente óptica tipo monomodo Fluke LS
Los medidores de potencia óptica emplean detectores que miden un amplio rango de
longitudes de onda. Lo normal es calibrarlos para longitudes de onda de 850nm y 1300nm
para fibras multimodo y 1310nm y 1550nm para fibras monomodo.
Algunos medidores basta con conectarlos directamente a un multímetro. La lectura se lee
en dB. Otros modelos de medidores entregan directamente la lectura de la atenuación.
1111..22..55.. AACCOOPPLLAADDOORREESS YY CCOONNEECCTTOORREESS
Los adaptadores permiten acoplar los puentes entre la fuente y el medidor de potencia
óptica, para determinar las lecturas de referencia. Es más recomendable usar acoples de
fibras monomodo para determinar las lecturas de referencia de fibras monomodo y
multimodo, pues la tolerancia de esta medición es más fina.
a. Acoplador ST
b. Acoplador SC
c. PigTail con conectores SCST
Figura 11.11. Conectores y acopladores apropiados para realizar mediciones de referencia
La lista de actividades que a continuación se propone, permite verificar paso por paso la
prueba y puesta en marcha de las instalaciones de fibra óptica.
474
El conector tipo SC/ST en cada extremo del pigtail debe coincidir con el tipo de
adaptador existente en el medidor de potencia y en la fuente óptica, así como el que tiene
la fibra a evaluar. Es conveniente mantener cantidad apropiada de conectores para
realizar mediciones.
1111..22..55..11 CCOONNSSEENNSSOOSS AADDMMIINNII SSTTRRAATTIIVVOOSS
PPAASSOO AACCTTIIVVIIDDAADDEESS AADDMMIINNIISSTTRRAATTIIVVAASS DDEE PPRREEPPRRUUEEBBAASS
1 Determinar si la conexión de fibra que se va a medir es multimodo o monomodo. Si la
fibra es multimodo, verificar que el tamaño del núcleo sea de 62.5m. Esta información se puede obtener de las órdenes de trabajo o de los supervisores técnicos.
2 Determinar las longitudes de onda que se van a medir. Por lo general, la fibra multimodo se evalúa a 850nm ó 1300nm para conexiones horizontales y ambas longitudes de onda en las conexiones principales del cableado estructurado. La orden de trabajo debe
detallar a qué se realiza la prueba.
La evaluación de conexiones a 850nm y 1300nm debe llevarse a cabo anotando los lugares en los que se realizan las dos pruebas.
3 La fibra monomodo se evalúa normalmente a 1310nm y a 1550nm. La orden de trabajo debe detallar adecuadamente esta información.
4 Detallar si las mediciones se realizan en una sola dirección o en dos direcciones. Lo normal es realizar una medición en una sola dirección. Esta información también debe ser detallada en la orden de trabajo.
NOTA: La atenuación que se obtiene de mediciones en ambas direcciones corresponde al promedio de ambas mediciones
5 Identificar la atenuación de diseño del sistema (Prueba de aceptación). Dicha información se puede obtener directamente del supervisor técnico. Este dato debe ser confrontado nuevamente en cada punto de conexión, para validar dicha lectura.
1111..22..55..22 LL IIMMPP IIEEZZAA DDEELL CCOONNEECCTTOORR
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA LLAA LLIIMMPPIIEEZZAA DDEELL CCOONNEECCTTOORR
1 Aplicar cerca de 4 gotas de reactivo isopropil de alcohol (99% puro) a una tela limpia.
2 Con presión moderada, limpiar el extremo del conector en una dirección solamente, empleando la tela humedecida, por un lapso de 5 segundos aproximadamente.
3 Con presión ligera, volver a limpiar el conector con una tela limpia y seca, en una sola dirección
1111..22..55..33 LL IIMMPP IIEEZZAA DDEE LLOOSS AACCOOPPLLEESS
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA LLAA LLIIMMPPIIEEZZAA DDEELL AACCOOPPLLEE
1 Aplicar cerca de 8 gotas de reactivo isopropil de alcohol (99% puro) a un pequeño tubo limpio.
2 Deslizar la parte humedecida por alcohol del tubo, en el acople.
475
3 Mover cuidadosamente el tubo empapado de alcohol, de manera que éste limpie la cubierta del acople.
4 Remover la parte húmeda del tubo e insertar el lado seco del mismo en el acople.
5 Mover suavemente la el tubo seco unas 5 veces en el acople para secarlo.
6 Retirar el tubo limpiador del acople.
1111..22..55..44 AATTEENNUU AACCIIÓÓNN EENN LLAASS RRAAMMAASS DDEE FF IIBBRRAA
PPAASSOO CCÁÁLLCCUULLOO DDEE LLAA MMEEDDIIDDAA DDEE LLAA AATTEENNUUAACCIIÓÓNN EENN LLAA FFIIBBRRAA
1 La lectura que se observa en un medidor de potencia óptica representa un nivel absoluto de potencia. La unidad para esta lectura es dB de potencia. El nivel de referencia para esta medida en 1miliwatt de potencia. Es decir, 1 mW se expresa como 0 dB. Cualquier otra medición mayor de 1mW se expresa como un número positivo (e.g. +3db). Una
medición menor significa una expresión negativa (e.g. 3dB)
Una típica fuente de luz multimodo puede tener una salida de 13dB
2 Para determinar la atenuación asociada al nodo de fibra óptica, la fuente de luz y el
medidor óptico se deben conectar mediante un pigtail de pruebas y un acoplador de referencia. Las lecturas en el medidor debe ser un poco más baja que la que envía el
medidor, debido a la atenuación en el pigtail (e.g. 14dB). Dicho valor se conoce como Lectura de Referencia y es grabada en el registro de atenuación.
Figura 11.12. Calibración de los medidores
3 Los pigtails se desconectan del acoplador de referencia y se conectan en la rama de
fibra óptica que se va a probar. La lectura que se observa en el medidor (e.g. 15.5dB) y
se resta de la lectura de referencia (e.g. 14dB (15dB) = 1.5dB). Esta será la atenuación existente en la rama de fibra óptica que se está probando. El signo negativo que se observa en la lectura denota menos potencia que la referencia.
NOTA: Algunos medidores de potencia óptica dan la posibilidad de ajustarse a cero y entregan la lectura de manera directa.
476
1111..22..55..55 CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN
PPAASSOO PPRREEPPAARRAACCIIÓÓNN DDEE LLAA PPRRUUEEBBAA YY CCAALLIIBBRRAACCIIÓÓNN
1 Sacar la fuente óptica, el medidor de potencia óptica, los pigtails y los acopladores de referencia del equipaje
Figura 11.13. Juego para diagnóstico de fibra óptica
2 Remover la tapa de protección de ambos conectores del pigtail #1 (Extremos A y B)
Figura 11.14. Calibración de los medidores
3 Limpiar los conectores siguiendo el procedimiento establecido para ello
4 Remover las tapas protectoras del medidor de potencia óptica
5 Acoplar el conector A del pigtail #1 al medidor de potencia óptica
477
Figura 11.15. Acople de conector al medidor
6 Remover la tapa protectora de ambos conectores en el pigtail #2 (Extremos C y D)
Figura 11.16. Preparación de PigTail
7 Limpiar los conectores siguiendo el procedimiento establecido para ello
8 Remover la tapa protectora de ambos conectores en el pigtail #2 (Extremos C y D)
Figura 11.17. Remoción tapa protectora de fuente óptica
9 Acoplar el conector C del pigtail #2 al medidor de potencia óptica
478
Figura 11.18. Acople de conector a la fuente óptica
10 Remover la tapa protectora de ambos extremos de los acopladores de referencia
Figura 11.19. Acopladores de referencia
11 Limpiar los acopladores siguiendo el procedimiento establecido para ello
12 Unir el conector B a un extremo del acoplador
Figura 11.20. Acoplamiento de conector
13 Unir el conector D al otro extremo del lado de acople.
479
Figura 11.21. Acopladores de referencia
1111..22..55..66 LLEECCTTUU RRAASS DDEE RREEFFEERREENNCCIIAA
PPAASSOO PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO PPAARRAA LLEECCTTUURRAASS DDEE RREEFFEERREENNCCIIAA
1 Encender la fuente óptica tres minutos antes de realizar la prueba. Verificar el estado del display y de las baterías
2 Seleccionar la longitud de onda a la que se realiza la prueba.
3 Encender el medidor de potencia óptica
4 Seleccionar la longitud de onda apropiada en el medidor
5 Observar las lecturas en el medidor de potencia óptica. Dicha lectura corresponde al nivel de potencia expresado en dB
6 Relacionar esta lectura en la hoja de reportes de atenuaciones, como Potencia de Referencia. No apagar la fuente ni el medidor hasta que se tome la lectura. Si se apaga una u otra, hay que repetir el procedimiento nuevamente.
7 Desconectar los conectores B y D del acoplador
8 Instalar nuevamente las tapas protectoras en los conectores B y D
1111..22..55..77 MMEEDDIICCIIOONNEESS EENN EELL RRAAMMAALL DDEE FF II BBRRAA
PPAASSOO MMEEDDIICCIIOONNEESS EENN EELL TTRRAAYYEECCTTOO DDEE FFIIBBRRAA
1 Ubicando a una persona en cada extremo de la fibra, se toman los siguientes artículos
Medidor de potencia óptica con el pigtail #1 conectado
Fuente óptica con el pigtail #2 conectado Hoja de reportes de la fibra óptica. Radios de comunicaciones Elementos para la limpieza de conectores y acopladores
2 El técnico que tiene el medidor es responsable de determinar qué fibras se van a probar y en qué secuencia. Esta información se puede obtener de la orden de trabajo o del supervisor
3 Dicho técnico conecta el pigtail #1 al acoplador de la fibra que se prueba
480
Figura 11.22. Conexión del PigTail #1
4 El técnico que tiene la fuente conecta el pigtail #2 al acoplador de la fibra que se prueba
5 Confirmar la conexión. Se puede emplear los radios para la confirmación
6 Visualizar la lectura del medidor de potencia óptica
7 A la lectura que se obtuvo, se le debe restar la lectura de referencia. Al resultado se le llama medida de la atenuación de la fibra. Si dicho valor no se encuentra dentro del rango esperado, entonces se deben chequear todas las conexiones y volver a probar. Si el problema persiste, es adecuado informar al supervisor antes de proceder.
8 El dato de atenuación se debe anotar en el reporte
9 Los técnicos ahora están preparados para probar el siguiente ramal de fibra.
10 Ambos técnicos deben acoplar los pigtails a la siguiente fibra.
11 El procedimiento se repite en todas las demás fibras.
12 Una vez se ha completado el reporte, la fuente y el medidor óptico se apagan
13 Guardar toda la herramienta de la manera apropiada
14 El reporte de atenuaciones se anexa a la orden de trabajo y se le entrega al respectivo supervisor.
1111..22..55..88 HHOOJJAA DDEE RREEPPOORRTTEE DDEE AATTEENNUU AACCIIOONNEESS
Corresponde a una hoja de datos donde se colocan las mediciones y observaciones de
las pruebas. Este reporte debe guardarse para futuras referencias.
La hoja que a continuación se propone puede servir de modelo para llevar un control de
las mediciones que se realicen.
Para proceder a llenar dicha hoja de reportes es aconsejable elaborar una oorrddeenn ddee
ttrraabbaajjoo donde se especifique la clase de procedimiento que se debe seguir. La hoja
adjunta puede servir de modelo para la elaboración de dicha orden de trabajo.
481
Las siguientes tablas, tomadas de la norma EIA/TIA 568A, hacen referencia a la
condición de prueba de los canales instalados en una red de cableado estructurado. Es
decir, son la base para deducir si la instalación de los canales Pasa NoPasa.
TTaabbllaa 1111..55:: VVAALLOORREESS MMÁÁXXIIMMOOSS DDEE AATTEENNUUAACCIIÓÓNN PPAARRAA CCAANNAALLEESS DDEE 9900mm UUTTPP 110000,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA
EEIIAA//TTIIAA 556688AA;; LLAA LLOONNGGIITTUUDD DDEE LLOOSS PPAATTCCHH--CCOORRDDSS EESS HHAASSTTAA 1100mm
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
1.0 4.2 2.6 2.5
4.0 7.3 4.8 4.5
8.0 10.2 6.7 6.3
10.0 11.5 7.5 7.0
16.0 14.9 9.9 9.2
20.0 11.0 10.3
25.0 11.4
31.25 12.8
62.5 18.5
100.0 24.0
TTaabbllaa 1111..66:: VVAALLOORREESS DDEE PPÉÉRRDDIIDDAASS NNEEXXTT PPAARRAA CCAANNAALLEESS DDEE 9900mm UUTTPP 110000,, SSEEGGÚÚNN NNOORRMMAA EEIIAA//TTIIAA
556688AA;; LLAA LLOONNGGIITTUUDD DDEE LLOOSS PPAATTCCHH--CCOORRDDSS EESS HHAASSTTAA 1100mm
Frecuencia (MHz) Categoría 3 (dB) Categoría 4 (dB) Categoría 5 (dB)
1.0 39.1 53.3 60.0
4.0 29.3 43.3 50.6
8.0 24.3 38.2 45.6
10.0 22.7 36.6 44.0
16.0 19.3 33.1 40.6
20.0 31.4 39.0
25.0 37.4
31.25 35.7
62.5 30.6
100.0 27.1
482
RReeppoorrttee ddee AAtteennuuaacciioonneess eenn eell ssiisstteemmaa ddee FFiibbrraa ÓÓppttiiccaa
Localización:
______________________________
______________________________
______________________________
Técnicos
Fecha: ______________________ Longitudes de Onda:
850nm ___ 1300nm ___ 1310nm ___ 1550nm ___
Color de la Fibra:
Lectura de Referencia:
Fibra # Lectura A B Atenuación A B Lectura A B Atenuación B A Atenuación Media Observación
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Notas:
483
OORRDDEENN DDEE TTRRAABBAAJJOO PPAARRAA PPRRUUEEBBAA DDEE CCEERRTTIIFFIICCAACCIIÓÓNN A. Cálculo de la Atenuación Pasiva del Sistema de Cableado para Fibra Óptica
Calcular las Pérdidas en la Fibra bajo la Longitud
de Onda de Operación
Longitud del Cable Pérdidas individuales de la fibra
1.5 Km
1.5 dB/Km
Pérdidas totales en la fibra 2.25 dB
Calcular las Pérdidas del Conector (Excluir
conectores de receptores y conectores)
Pérdidas individuales en un conector Número de Pares conectores
0.75 dB
4
Pérdidas totales en conectores 3.0 dB
Calcular las Pérdidas de los empalmes
Pérdidas individuales en un empalme Número de Pares conectores
0.3 dB
3
Pérdidas totales en empalmes 0.9 dB
Calcular las Pérdidas de otros componentes Total de Componentes (Ninguno) 0.0 dB
Calcular la Atenuación Pasiva del Sistema de
Cableado para Fibra Óptica
+ + +
Pérdidas totales en la fibra Pérdidas totales en conectores Pérdidas totales en empalmes Total de Componentes
+ + +
2.3 dB 3.0 dB 0.9 dB
0.0 dB
Pérdidas totales en el Sistema 6.2 dB
B. Cálculo de las Pérdidas en el ramal de Fibra
Ejemplo de las especificaciones electrónicas del
Fabricante
Longitud de Onda del Sistema 1300 nm
Tipo de Fibra 62.5/125m multimodo
Salida media del transmisor 18.0 dBm
Sensibilidad del Receptor (109 BER) 31.0 dBm
Rango Dinámico del Receptor 11.0 dB
Calcular la ganancia del Sistema
Potencia Media del Transmisor Sensibilidad del Receptor
18.0 dB
31.0 dB
Ganancia del Sistema 13.0 dB
Determinar Penalizaciones de Potencia
Márgenes de Operación (no manifiestas anteriormente)
2.0 dB
+ Penalización en el receptor de potencia
+ 0.0 dB
+ Margen por reparaciones (2 empalmes por fusión a 0.3dB cada uno)
+ 0.6 dB
Penalizaciones totales de Potencia 2.6 dB
Calcular las Pérdidas en el ramal de la Fibra
Ganancia del Sistema Penalizaciones de Potencia
13.0 dB 2.6 dB
Pérdidas Totales en el Ramal de Fibra 10.4 dB
C. Verificar Operación
Calcular el margen de operación del Sistema para
verificar la Potencia Adecuada
Pérdidas en el Ramal de Fibra Atenuación pasiva del Sistema de Cableado
10.4 dB
6.2 dB
Margen de Operación del Sistema 4.2 dB
Nota: Como 4.2 > 0 entonces el sistema operará satisfactoriamente
484
1111..33.. UUSSOO DDEELL OOTTDDRR
El Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo (Optical Time Domain Reflectometer
OTDR) es un equipo de óptica electrónica que se emplea para caracterizar las fibras.
Localiza defectos y fallas y determina la cantidad de pérdidas de la señal en cualquier
punto de la fibra. Un OTDR solo necesita tener acceso a un extremo de la fibra para
realizar las mediciones.
Un OTDR realiza cientos de mediciones a lo largo de la fibra. Los puntos de medición
pueden variar su distancia. Dichos datos se proyectan en una pantalla como una línea con
su respectiva pendiente, de derecha a izquierda. El eje horizontal representa la distancia y
el nivel de la señal en el eje vertical. Mediante un cursor, el operador puede leer los datos
en pantalla.
Los OTDR se usan ampliamente en todos los procesos de la fibra óptica: construcción,
mantenimiento, localización de fallas y restauración. Un OTDR se usa para:
Medir las pérdidas por entre extremos para la aceptación del sistema.
Medir las pérdidas de cada fibra en un cable para inspección y verificación de
especificaciones.
Medir las pérdidas por empalmes durante la instalación, construcción y
restauración.
Medir reflectancia de los conectores y los empalmes mecánicos en CATV,SONET
y otros sistemas digitales y análogos de alta velocidad donde las reflexiones deben
mantenerse bajas.
Localizar defectos y cortes de las fibras.
Indicar el punto óptimo de alineación en las operaciones de empalme.
1111..33..11..11 OOPPEERRAACCIIÓÓNN DDEELL OOTTDDRR
EL OTDR usa los efectos del Scattering Rayleigh y la Reflexión de Fresnel para medir las
características de una fibra óptica. Al enviar un pulso de luz en la fibra y midiendo su
tiempo de viaje, potencia y reflexiones desde puntos dentro de la fibra, entonces se
produce una traza característica, o perfiles de Distancia vs Nivel de la Señal en la
pantalla.
Dicha gráfica se puede analizar directamente en la pantalla, imprimir o grabar por medios
magnéticos. Un operador adecuadamente entrenado estará en capacidad de determinar
en qué punto físico de la fibra se estima la pérdida máxima.
485
1111..33..11..11..11 SSCCAATTTTEERRIINNGG RRAAYYLLEEIIGGHH
Cuando un pulso de luz viaja a través de una fibra, su curso se ve afectado por partículas
microscópicas en la fibra y se dispersa en todas direcciones. Un 0.0001% de dicha luz se
refleja hacia la dirección opuesta. Dicho fenómeno se presenta a lo largo de toda la fibra,
pues ésta se fabrica de manera uniforme.
El Rayleigh Scattering representa el mayor factor de pérdidas en una fibra óptica. Las
mayores longitudes de onda representan menos pérdidas que las menores . Por
ejemplo, la luz a 1550nm pierde 0,2 a 0,3 dB/Km, mientras que a 850nm las pérdidas
aumentan a 4 6 dB/Km. Un OTDR puede medir estas pérdidas de manera muy precisa y
emplea dicho efecto para determinar pequeñas variaciones en las características de la
fibra en cualquier punto de su recorrido.
1111..33..11..11..22 RREEFFLLEEXXIIÓÓNN FFRREESSNNEELL
Cuando la luz que viaja en un material encuentra diferencias en la densidad del material
(como aire), entonces cerca del 4% de la luz se refleja hacia el punto de origen. Dichos
cambios repentinos en la densidad ocurren en los extremos de las fibras, en cortes, y
hasta en puntos de empalme. La reflexión depende del cambio en la densidad del
material.
Este tipo de reflexión la emplea el OTDR para determinar los puntos de cortes de la fibra.
1111..33..11..11..33 FFUUEENNTTEE LLÁÁSSEERR
El láser envía pulsos de luz según lo especifique el controlador. El ancho de pulso puede
seleccionarse según sean las condiciones de medición. Algunos OTDR vienen equipados
con varios láser para realizar pruebas a diferentes longitudes de onda. (Una a la vez).
1111..33..11..11..44 AACCOOPPLLAADDOORR//BBIIFFUURRCCAADDOORR
El acoplador/bifurcador tiene tres puertos (Fuente, Fibra y Sensor óptico) permite a la luz
viajar en direcciones específicas: de la fuente láser a la fibra que se prueba y de la fibra
bajo prueba al sensor óptico. La luz no puede ir directamente de la fuente luminosa al
sensor. Por lo tanto, los pulsos de luz se envían a la fibra y de ahí, la que se refleja por
scattering rayleigh y por reflexión de Fresnel se enruta al sensor.
1111..33..11..11..55 SSEECCCCIIÓÓNN DDEELL SSEENNSSOORR ÓÓPPTTIICCOO
486
El sensor es un fotodetector que mide la potencia óptica de la luz que lo incide desde la
fibra que está en prueba. Convierte potencia óptica en un nivel eléctrico y lo amplifica.
Los sensores de los OTDR se diseñan para que detecten señales muy bajas de la luz
reflejada.
La potencia de la reflexión de Fresnel es 40.000 veces mayor que la que se debe al efecto
Rayleigh y es mayor de la que puede soportar el sensor, pues lo satura. Por tanto, cuando
un pulso de prueba llega al extremo de la fibra (o a un acople mecánico) entonces se
envía la orden al sensor para que "no vea" durante el tiempo que dura el pulso. Este
periodo ciego se conoce con el nombre de Zona Muerta.
1111..33..11..11..66 SSEECCCCIIÓÓNN DDEELL CCOONNTTRROOLLAADDOORR
El controlador es el "cerebro del OTDR. Su misión es controlar los pulsos de los láser,
procesar la señal de potencia que llega desde la fibra, calcular la distancia a los puntos de
reflexión de Fresnel y Rayleigh, almacenar los puntos de análisis y enviar la información
para que sea visualizada en la pantalla.
Un componente importante del controlador es un temporizador muy exacto que se usa
para precisar la medición de la diferencia de tiempo cuando el láser pulsa y cuando el
sensor detecta la luz que regresa. El recorrido se obtiene multiplicando dicho tiempo por
la velocidad de la luz en la fibra
fibra
fibra ncv . La distancia desde el OTDR hasta el
punto de reflexión es simplemente la distancia recorrida, dividida por 2.
Dado que las reflexiones ocurren a lo largo de toda la fibra, existe un continuo flujo de luz
que se refleja hacia el OTDR. El controlador muestrea el nivel de potencia sensado en
intervalos regulares de tiempo para obtener los puntos de interés.
Una vez, el controlador ha procesado todos los puntos, entonces procede a graficarlos en
la pantalla, de derecha a izquierda. El eje horizontal representa distancia y el eje vertical,
representa el nivel de potencia óptica que llega al OTDR. La pendiente de esta gráfica
representa las pérdidas por unidad de longitud (dB/Km). Es decir, pendientes muy
inclinadas representan mayores pérdidas. Valga anotar que los puntos que constituyen las
reflexiones de Fresnel, se observan como picos. Un cambio repentino del nivel de
reflexiones por efecto Rayleigh implica un "Punto de Pérdidas", lo que puede significar un
empalme de fusión o un punto de presión en la fibra por donde se escapa la luz.
487
Figura 11.23. Gráfica de salida de un OTDR
1111..33..11..11..77 SSEECCCCIIÓÓNN DDEE PPAANNTTAALLLLAA
La pantalla es de cristal líquido. En la mayoría de los casos, los puntos de salida se
ilustran unidos por una curva, para mostrar una mejor vista de la gráfica.
En la mayoría de los casos, los puntos en que se encuentra el cursor se muestran
numéricamente en algún otro lugar de la pantalla.
1111..33..11..22 EESSPPEECCIIFF IICCAACCIIOONNEESS DDEE UU NN OOTTDDRR
Un OTDR se especifica conforme a:
1111..33..11..22..11 RRAANNGGOO DDIINNÁÁMMIICCOO
Esta especificación determina la longitud de la fibra que se va a medir. Normalmente se
especifica en dB. Una prueba debe tener la facultad para llegar al otro extremo de la fibra
y el sensor tiene que ser lo suficientemente bueno como para medir los valores más bajos
de luz que se refleja por efecto Rayleigh. La combinación de la capacidad de la fuente
láser y de la sensibilidad del sensor determina el rango dinámico. (Una fuente de buena
potencia óptica y un buen sensor determinan un rango dinámico alto).
Un rango dinámico alto proporcionará gráficas de alta definición, y permitirá analizar áreas
que requieran más detalle.
Para incrementar la salida del nivel de potencia óptica desde el láser, se puede aumentar
la duración del pulso de luz o aumentar la intensidad de luz. Sin embargo, existen límites
para dicho propósito:
488
Un diodo láser tiene una salida límite por naturaleza, que no puede excederse, pues
se disminuye el tiempo de vida útil de dicho diodo.
Al aumentar el periodo del ancho del pulso, se afectan características importantes
como la zona muerta, es decir, se producen mayor cantidad de zonas muertas.
Los sensores también presentan límites por naturaleza para su habilidad de medir
niveles bajos de luz. Es decir, alguna señal que llegue al sensor se puede confundir
con ruido o con limitaciones propias del sensor, por eso es importante proteger al
OTDR contra interferencias electromagnéticas. Además, si el sensor trabaja en el
límite de sensibilidad, disminuye su nivel de precisión. Para mejorar la precisión ante
señales muy bajas, el OTDR usa técnicas de procesamiento para combinar las
mediciones de miles de pulsos. Esto aumenta el rango dinámico.
1111..33..11..22..22 ZZOONNAA MMUUEERRTTAA
Esta especificación se refiere a los espacios en la traza de la fibra óptica que sigue
después de una reflexión de Fresnel.
Un sensor de un OTDR se diseña para que permanezca "ciego" cuando reflexiones de
Fresnel lo inciden, pero puede detectar los bajos niveles de luz que se refleja por efecto
Rayleigh. El periodo de "ceguera" dura tanto como lo haga el pulso de luz.
La zona muerta incluye la duración del evento de reflexión Fresnel más el tiempo de
recuperación del sensor a su máxima sensibilidad. Los sensores de alta calidad se
recuperan más rápido que aquéllos de línea económica y por tanto, generan menos zonas
muertas.
Dado que la zona muerta está directamente relacionada con el ancho del pulso, se puede
disminuir si se reduce el ancho del pulso. Pero si se reduce dicho periodo, entonces se
reduce el rango dinámico. El fabricante de un OTDR debe buscar la relación apropiada
del ancho del pulso. Por otro lado, el usuario del OTDR debe seleccionar una ancho de
pulso dependiendo si es más importante la observación de eventos espaciados o si se
requiere ver más allá en un fibra.
1111..33..11..22..33 IIMMPPOORRTTAANNCCIIAA DDEE LLAA ZZOONNAA MMUUEERRTTAA
En los lugares donde hayan conectores, se presentará un zona muerta. Usualmente se
489
pueden leer zonas muertas en la conexión al OTDR. Esto significa que hay un espacio al
inicio de la fibra en el que no se puede realizar medición alguna. Dicho espacio tiene que
ver con el ancho de pulso de la fuente láser. Los anchos de pulsos típicos oscilan entre
los 30ns y los 10000ns, lo que se traduce en distancias de evaluación para una fibra entre
6m y 1,6Km. Es decir, si se requiere caracterizar la porción de fibra que está más cercano
al OTDR, se deberá seleccionar el menor ancho de pulso.
Las zonas muertas se clasifican usualmente como zzoonnaa mmuueerrttaa eevveennttuuaall y como zzoonnaa
mmuueerrttaa ddee aatteennuuaacciióónn. Una zona muerta eventual corresponde a la distancia que hay
después de una reflexión de Fresnel, hasta que se detecta la siguiente reflexión por efecto
Rayleigh. Las zonas muertas eventuales siempre son más pequeñas que las zonas
muertas de atenuación. La figura 11.24 ilustra la medición de ambas zonas.
Figura 11.24. Medición de zonas muertas
1111..33..11..22..44 RREESSOOLLUUCCIIÓÓNN
Se reconocen dos especificaciones para la resolución
RREESSOOLLUUCCIIÓÓNN DDEE PPÉÉRRDDIIDDAASS:: Corresponde a la capacidad del sensor para distinguir los
niveles de potencia que recibe. Algunos OTDR pueden distinguir resoluciones de 0.01dB
en las señales que recibe de las reflexiones por efecto Rayleigh. Esta especificación no
se puede confundir con el nivel de precisión.
Se trata de un efecto análogo al que le ocurre al ojo de los animales cuando pasan de una región oscura a
una de amplia luz, cuando ocurre una ligera ceguera mientras la pupila se reacomoda en el ojo.
490
RREESSOOLLUUCCIIÓÓNN EESSPPAACCIIAALL:: Se refiere a la cantidad de puntos que se grafican en la unidad de
tiempo (Y la correspondiente distancia). El controlador de un OTDR muestrea el sensor en
intervalos regulares de tiempo para obtener los puntos de datos estrechamente
espaciados, lo que permite al OTDR detectar todos los eventos posibles. La capacidad del
OTDR para localizar el extremo de la fibra óptica. Si se toman datos cada 8 metros,
entonces se puede detectar el extremo de la fibra óptica con una tolerancia de 8m.
El operario debe estar en capacidad de seleccionar y medir la distancia y pérdidas entre
dos puntos de la nube de datos. Aquellos que están más cercanos proporcionarán
mayores detalles. Un OTDR muestra la traza de la fibra como una curva que conecta la
nube de puntos permite al operador colocar el cursor entre puntos, así como también
sobre los puntos. La interpolación de la información produce una mejor resolución que si
sólo se esquematizara la nube de puntos.
La resolución espacial se reduce en ciertas áreas debido a las zonas muertas. Las
mediciones válidas de la atenuación de la fibra son las que se realizan entre niveles de las
reflexiones debidas al efecto Rayleigh. Los datos que se hayan tomado mientras el sensor
estaba en saturación debido a una reflexión de Fresnel, no se pueden emplear para
concluir acerca de las pérdidas (El sensor no estaba en condición de tomar el dato
verdadero). En consecuencia, la resolución alrededor de una reflexión de Fresnel
presenta baja resolución debido a los puntos indeseables antes y después de la zona
muerta.
1111..33..11..22..55 PPRREECCIISSIIÓÓNN YY LLIINNEEAALLIIDDAADD
El nniivveell ddee pprreecciissiióónn de un sensor en un OTDR se mide de la misma manera que en un
medidor de potencia óptica y que en los fotodetectores. La precisión de cualquier sensor
óptico depende la señal eléctrica que entregue de acuerdo al nivel de potencia óptica que
lo incide. Todos los sensores emplean amplificadores eléctricos para aumentar las bajas
señales eléctricas que se generan en el trasductor. Sin embargo, cualquier amplificador
introduce pequeñas distorsiones a las señales. Sin embargo, la calidad de los
amplificadores se mide de acuerdo a su linealidad.
Los amplificadores de baja calidad introducen distorsiones en la señal amplificada en los
niveles altos y bajos de operación (Operación no lineal en los límites). La linealidad que
atañe a un sensor y su amplificador se determina de acuerdo a la precisión con que se
convierte la señal incidente de potencia óptica en un nivel de señal eléctrica.
491
La precisión se expresa en decibelios (e.g 0,10dB) o en porcentaje del nivel de potencia
(e.g. 2%). Una representación de la precisión del OTDR es la linealidad, que se escribe
como un valor dB por dB de la potencia medida sobre ciertos rangos de medida. (e.g.
0,1dB/dB en el rango de 10 a 20dB). Se espera que el OTDR mantenga un nivel
razonable de precisión en un rango amplio de medida y por tanto, sustenten una buena
linealidad en el rango óptico del sensor. Los problemas de linealidad en un OTDR por lo
general se ilustran en la gráfica de puntos, con una apariencia borrosa y poco legible.
Las reflexiones de Fresnel, por lo general están por fuera del rango de medida del sensor
y no se consideran en las especificaciones de la linealidad. Cabe anotar que la traza de la
pantalla muestra características de no linealidad debido a la transición de potencia
extremamente alta a una muy baja.
En la pprreecciissiióónn eenn llaa ddiissttaanncciiaa influyen la estabilidad del reloj, el espaciamiento de la nube
de datos y las incertidumbres en la fibra debidas a los índices de refracción.
El circuito del reloj (Temporizador) cronometra los pulsos que salen y llegan durante los
muestreos que se le realizan al sensor óptico. De acuerdo a la precisión del reloj, se
puede inferir también la precisión de la distancia.
Un OTDR sólo puede realizar mediciones precisos de las distancias basadas en la nube
de datos que se toman. En tanto las nube de datos sea más densa, entonces existirá
mayor precisión en la estimación de la distancia del punto sobre el que se toma el dato
hasta el OTDR.
La distancia se calcula en base a la velocidad de la luz en la fibra, la cual depende
directamente del índice de refracción del núcleo (Usualmente, dicho índice es uniforme y
vale nnúcleo = 1,4670). Este dato debe ser introducido en el OTDR para asegurar precisión
en la distancia. Las características de la fibra pueden variar en algún lugar del recorrido
de la misma y por tanto, causa imprecisiones en la estimación de la distancia. Este dato
se ve afectado entonces por la existencia de variaciones y por los empalmes.
1111..33..11..22..66 LLOONNGGIITTUUDD DDEE OONNDDAA
Usualmente la fibra multimodo se evalúa en =850nm y =1300nm, en tanto que para la
fibra monomodo se tienen en cuenta longitudes de onda =1300nm y =1550nm. Las
mediciones en el OTDR se realizan en el mismo rango de longitud de onda en que se
operará el sistema de transmisión.
492
Generalmente la tolerancia de las fuentes ópticas se estima en 15nm alrededor de su
valor nominal. Valga la pena reseñar que las pérdidas en la fibra óptica se relacionan con
la longitud de onda en que se transmite. Esto es especialmente importante en la
evaluación de las fibra ópticas de gran longitud. Así por ejemplo, una prueba que se
realice en una fibra óptica de 12Km, a =1320nm entonces se podrían ocasionar lecturas
inesperadas.
1111..33..11..33 OOPPEERRAACCIIÓÓNN DDEELL OOTTDDRR
Los siguientes parámetros deben ser especificados para operar adecuadamente un
OTDR
1111..33..11..33..11 CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN
Este parámetro depende del tipo de fibra que se va a probar. Basta indicar si la fibra es
monomodo o multimodo y cuáles son las longitudes de onda a la que se realizará la
evaluación.
En el diseño modular, el computador del OTDR contiene el controlador, el display, los
controles de comunicación con el operador y equipos opcionales (impresora, módem,
etc.). La tarjeta óptica, que contiene la fuente láser y los sensores ópticos debe ser
insertada en la computadora. En ocasiones se requiere cambiarla para realizar pruebas a
diferentes longitudes de onda.
1111..33..11..33..22 TTIIPPOO DDEE FFIIBBRRAA
Como es sabido, la fibra multimodo tiene un diámetro del núcleo cerca de 5 veces mayor
que la fibra monomodo. Por dicha razón, la tarjeta óptica debe coincidir con la fibra que se
va a evaluar. Es decir, no es correcto usar una tarjeta óptica para fibra multimodo para
evaluar un cable monomodo.
1111..33..11..33..33 LLOONNGGIITTUUDD DDEE OONNDDAA
La longitud de onda para prueba es una de las especificaciones más importantes para un
OTDR. Es importante evaluar la fibra a la longitud de onda que esta va a trabajar, pero
también es necesario realizar pruebas a longitudes más bajas.
A menores se presentará más atenuación (figura 11.25) en la misma fibra, debido a la
mayor sensibilidad al fenómeno Scattering Rayleigh. Sin embargo, a mayores longitudes
de onda, las pérdidas en los empalmes y en la curvaturas se hacen más críticas. La
493
sensibilidad a diferentes longitudes de onda puede ser una información importante a la
hora de afrontar dificultades en el mantenimiento de la misma.
1111..33..11..33..44 PPAARRÁÁMMEETTRROOSS DDEE MMEEDDIIDDAA
Los instrumentos de medición preguntan por opciones adicionales de configuración, como
pueden ser el uso de la memoria y la disponibilidad para grabar la información en medios
magnéticos. Dichas opciones deben ser tenidas en cuenta.
1111..33..11..33..55 RRAANNGGOO DDEE DDIISSTTAANNCCIIAA
El rango de distancia también se conoce como "Rango de visualización". Este rango debe
ser mayor que la longitud de la fibra que se evalúa. Este parámetro afecta la precisión de
la prueba y el tiempo requerido para efectuar la prueba.
Dado que un OTDR debe enviar un pulso a la vez y permitir que retornen las reflexiones
que inciden al sensor óptico antes de enviar otro pulso, entonces el rango de distancia
determina la razón de velocidad a la que se envíen los pulsos.
Como una fibra larga requiere pulsos de mayor periodo, entonces el procesamiento de
toda la información es más demorada, debido a que la razón de velocidad de los pulsos
es más demorada.
Si se evalúa una fibra larga como si consistiera en una fibra corta, entonces existe la
posibilidad que un nuevo pulso de prueba sea enviado a la fibra antes que retornen las
reflexiones del pulso anterior al sensor del OTDR. Como resultado de la múltiple
recepción de pulsos de distintos niveles a la vez, entonces se producirán resultados
inesperados en la pantalla del OTDR. Además, aparecerán "baches" en la traza.
1111..33..11..33..66 RREESSOOLLUUCCIIÓÓNN
La resolución de la medida (Distancia entre puntos de la traza) se puede seleccionar en
ciertos OTDR. A mayor resolución (puntos más cercanos), se obtendrán resultados más
certeros de los detalles de la fibra que se analiza. Sin embargo, esto toma más tiempo
que si la prueba se realizara a baja resolución. Ello daría información más concreta del
punto de ubicación de un corte, pues la tolerancia se hace más precisa. Así por ejemplo,
la tolerancia de 0.5m, se puede reducir a solo 0.3m.
494
La resolución no se debe confundir con la escala del eje horizontal de la traza.
1111..33..11..33..77 AANNCCHHOO DDEELL PPUULLSSOO
La duración del pulso láser puede ser cambiado por el operador, seleccionando ancho de
pulso largo, medio o corto. De esta manera se controla la cantidad de luz que se refleja
por efecto Scattering Rayleigh y se limita el tamaño de la zona muerta.
Un ancho de pulso largo inyectará más potencia óptica en la fibra, y por tanto, viajará más
a través de la fibra y producirá niveles más altos de reflexiones. Pero además, se
generarán zonas muertas más amplias. Un ancho de pulso corto redundará en zonas
muertas menos amplias, pero enviará señales por reflexiones más débiles.
Los anchos de pulso largos entregan un rango dinámico máximo para el OTDR y se
emplean para inspeccionar defectos de manera rápida en la fibra. Además, dado que los
niveles de la señal reflejada son altos, entonces se requiere menos tiempo para obtener
una traza "limpia".
Los anchos de pulso cortos se usan para inspeccionar la porción de fibra que está más
cercana al OTDR. Además, como genera zonas muertas poco amplias, entonces permite
inspeccionar regiones cercanas a dicha zona. Sin embargo, debido a los bajos niveles de
luz que se detectan, será necesario un mayor tiempo para realizar el procesamiento del
muestreo.
1111..33..11..33..88 PPRROOCCEESSAAMMIIEENNTTOO
La nube de puntos que se obtienen de un solo pulso puede variar entre niveles, aunque
existan pequeños cambios en el pulso del cual provenga. La traza resultante aparecerá
difusa. Para obtener una mejor traza, el OTDR envía miles de pulsos para medición en
cada segundo. Cada pulso proporciona una cantidad de datos que son procesados para
mejorar la traza. Este procesamiento toma tiempo. Por lo general, se requiere mucho
procesamiento cuando se evalúa una fibra larga y también cuando se envían anchos de
pulso cortos. El operario puede establecer el procesamiento que toma lugar, de modo que
los resultados sean consistentes.
495
1111..33..11..44 IINNTTEERRPPRREETTAACCIIÓÓNN DDEE UU NN GGRRÁÁFFIICCOO OOTTDDRR
Una vez se obtiene la curva de medida en la pantalla del OTDR, se requiere interpretar
dicho resultado. Los cursores se utilizan para seleccionar los puntos de medición y los
resultados numéricos que se proyectan en la pantalla.
Figura 11.25. Gráfica OTDR que muestra la atenuación en el enlace de Fibra Óptica
1111..33..11..44..11 LLOOCCAALLIIZZAACCIIÓÓNN DDEE FFAALLLLAASS
Las mediciones más importantes que se realizan con un OTDR corresponden a la
localización de defectos y cortes en la fibra. En orden a la reparación de las fallas, es
necesario ubicar el lugar donde ocurre la anomalía.
Una reflexión de Fresnel ocurre en la mayoría de las fibras defectuosas. Estas se
presentan como un pico repentino (o también como una caída) en la traza de la fibra. lo
que indica que el OTDR ha encontrado un cambio repentino en la densidad del vidrio, o lo
que es lo mismo: se localizó aire en la fibra. La distancia a dicha falla corresponde al
punto donde tiene lugar el pico. Si la traza continua después de dicho pico, entonces esto
implica que la fibra no está fracturada completamente. Dependiendo de lo pronunciado
496
que se observa el nivel de la curva antes y después de la zona muerta, entonces se
infiere la gravedad del daño.
Muchos acoples mecánicos producen reflexión de Fresnel. Es importante saber en qué
puntos se tienen acoples mecánicos para no confundirlos con fallas de la fibra.
1111..33..11..44..22 MMEEDDIIDDAA DDEE LLAASS DDIISSTTAANNCCIIAASS
Al mover el cursor de la traza se puede saber la distancia que hay desde el punto de falla
hasta el OTDR. Es aconsejable manejar las unidades de medida en metros.
Para obtener las mediciones más exactas, se debe ubicar el cursor en el último punto que
corresponde a la nube de puntos (no a la interpolación) justo antes del evento, o sea,
ubicar el cursor justo antes de la reflexión, de modo que el cursor no se posicione en el
pico de la zona muerta.
Si se usan dos cursores, el OTDR está en capacidad de indicar la distancia de cada
cursor al instrumento, así como la distancia entre ambos cursores.
1111..33..11..44..33 MMEEDDIIDDAA DDEE LLAASS PPÉÉRRDDIIDDAASS
Las pérdidas se indican entre dos (o más) cursores. Estas pérdidas sólo se pueden leer
apropiadamente entre niveles de reflexión por efecto Rayleigh. Es decir, no pueden haber
cursores situados en una zona muerta.
11.3.1.4.3.1 Pérdidas Totales
La atenuación entre los dos extremos de la fibra se pueden medir colocando un cursor a
la derecha de la primera zona muerta y el otro cursor a la izquierda de la última zona
muerta. Las pérdidas entre ambos cursores se pueden leer directamente en la pantalla.
Por tanto, esta medición no es tan precisa como la medición de la atenuación que ocurre
entre extremos de la fibra con la combinación de una fuente óptica y el medidor de
potencia óptica.
11.3.1.4.3.2 Pérdidas por Sección
Las pérdidas en una sección de fibra se miden simplemente colocando los cursores en los
lugares de interés y leyendo directamente el dato en la pantalla.
11.3.1.4.3.3 Pérdidas por Empalmes
497
Un empalme se identifica como un cambio repentino en la traza. También podría existir
reflexión de Fresnel si se trata de un empalme mecánicos. Una curvatura o un punto de
presión, también se puede mostrar como un punto de pérdidas. Las pérdidas en un lugar
específico se pueden mediar así:
MMÉÉTTOODDOO DDEE LLOOSS DDOOSS PPUUNNTTOOSS:: Es idéntico al método para medir las pérdidas en una
sección, excepto que los cursores se ubican tan cerca como sea posible, sin pasar por
una zona muerta. Hay que tener en cuenta que entre los dos puntos existen pérdidas,
pues la naturaleza del ancho de pulso no permite muestrear la totalidad de la región
especificada.
MMÉÉTTOODDOO DDEE LLOOSS MMÍÍNNIIMMOOSS CCUUAADDRRAADDOOSS:: En este método se recurre a la técnica matemática
de los mínimos cuadrados. De esta manera se elimina el pequeño error. Para el efecto,
basta seleccionar la opción "Pérdidas en Empalme por Mínimos Cuadrados" del panel de
control del OTDR. De esta manera se determina la pérdida en el punto especificado.
Figura 11.26. Pérdidas en Empalme encontradas mediante Mínimos Cuadrados
1111..33..11..44..44 FFAACCTTOORR DDEE CCAALLIIDDAADD [[ddBB//KKmm]]
La medición de las pérdidas por unidad de distancia es un método común para determinar
la calidad de la fibra. A menores pérdidas, significará que habrán mejor recepción al otro
extremo. Típicamente estas pérdidas para una fibra monomodo a 1300nm son (0,3 0,5)
498
dB/Km y a 1550nm, disminuyen a (0,2 0,35) dB/Km. En fibras multimodo, el rango de
valores cambia a (1,0 6,0) dB/Km.
El Factor de Calidad se indica directamente colocando los cursores en la traza y eligiendo
la opción "dB/Km" del panel de control. El OTDR simplemente indica la distancia y la
pérdida en dicha distancia y realiza la conversión directamente a dB/Km.
1111..33..11..44..55 RREEFFLLEECCTTAANNCCIIAA
La cantidad de reflexión en el lugar donde está el conector, donde haya un corte de fibra o
empalme mecánico, depende de la limpieza del corte o de la variación del índice de
refracción cuando la luz sale de la fibra. La mayoría de los empalmes mecánicos usan un
gel o fluido de emparejamiento del índice para reducir el cambio tan drástico. Pequeños
cambios en el índice de refracción producen pequeños reflexiones.
Algunos OTDR están en capacidad de medir la cantidad de luz reflejada de forma
automática colocando el cursor en frente del punto de reflexión y presionando el botón
apropiado en el panel de control. La reflectancia se mide en dB (negativo). Si un valor
negativo es pequeño indica menos pérdidas que un valor negativo grande. Es decir, una
reflectancia de –33dB es menor que una de 60dB. La mayor reflectancia mostrará un
pico muy alto en la traza.
Conociendo el nivel de reflectancia en el conector, se puede determinar si el problema
ocurre en cercanías al conector (Quizá en el empalme del pigtail o en el aliviador de
presión. Si el OTDR mide la distancia al conector más lejano de manera correcta, pero la
reflectancia es mucho más baja de lo que originalmente era, entonces la fibra puede tener
fracturas cerca al extremo del conector) y causando menos reflexión debida a bordes
deteriorados de los pedazos de vidrios.
Dado que los conectores constituyen las partes que más se manipulan en la fibra
fácilmente se puede dañar la fibra en cercanías al conector y ni siquiera darse cuenta. Un
OTDR se puede emplear para detectar este problema empleando las característica de
medición de reflectancia.
499
1111..33..11..55 PPRROOBBLLEEMMAASS EENN LLAA MMEEDDIICCIIÓÓNN
Aún los más experimentados operadores de OTDR's experimentan dificultades al
interpretar una traza. En ocasiones es imposible obtener la distancia exacta o
determinación de pérdidas sólo con una medición. En otras circunstancias excepcionales,
se hace necesario probar las fibra con varias condiciones de configuración o en ambos
extremos, en orden a obtener resultados significativos.
1111..33..11..55..11 CCOORRTTEESS NNOORREEFFLLEECCTTIIVVOOSS
Una fibra que se corta o se rompe puede formar un ángulo tal que la luz no se refleje del
todo. Además, el extremo de la fibra puede estar sumergida en aceite o grasa, lo que
elimina la reflexión de Fresnel. Cuando esto ocurre, la traza caerá a un nivel de nivel de
ruido. En estos casos, el ruido se confunde con las mediciones de efecto Rayleigh y es
muy difícil determinar cuál es el punto del ruido. El mejor método para verificar al punto de
corte es aquel punto de la traza que caiga en 0.5dB.
En este caso, el extremo de la fibra puede estar muy cercano al punto donde el cursor
observa la caída de 0,5dB. En estos casos puede ser necesario realizar medición en el
otro extremo de la fibra.
1111..33..11..55..22 GGAANNAANNCCIIAA EENN EEMMPPAALLMMEESS
En ocasiones cuando dos fibras se empalman juntas, el nivel de ganancia puede
aumentar en vez de disminuir. Se podría pensar que el empalme aporta ganancia óptica
(Se pueden indicar pérdidas negativas). Lo que en realidad ocurre es que las fibras no
fueron compatibles: La segunda fibra tiene un nivel de reflexión por efecto Scattering
Rayleigh que la primera y por tanto, se refleja mayor cantidad de luz al instrumento. El
sensor del OTDR lee esto como un nivel mayor de luz y se gráfica como puntos de
ganancia.
Si la medida se toma desde el otro lado, el OTDR indicará un aumento en el nivel de
pérdidas. En este caso, el valor verdadero de las pérdidas en el conector es la diferencia
entre las dos lecturas.
EEjjeemmpplloo: Si la lectura de "ganancia" indicaba 0,25dB y la lectura en la dirección opuesta
indica 0,45dB, entonces las pérdidas son 0,1dB [(0,45 0,25)/2].
500
La figura 11.27 muestra cómo se vería una aparente "ganancia" en un empalme. Nótese
que las pendientes de las dos fibras son diferentes.
Figura 11.27. Aparente Ganancia en un Empalme
Otra posible causa de la ganancia es el Diámetro de Modo de Campo, lo que se refiere a
que el tamaño del diámetro de la fibra que es distinto en ambas fibras, por lo que se
refleja mayor cantidad de luz desde la segunda fibra. Cuando ocurre una ganancia en
empalmes es porque las fibras que se unen no son iguales en algún aspecto.
El promedio de todos los empalmes en un trayecto de fibra óptica formado por varias
fibras en serie, se revisa la totalidad de pérdidas en el trayecto y se compara con lo
esperado. Las ganancias de los empalmes pueden crear confusión. Por esa razón es
necesario determinar el valor de las pérdidas en cada empalme junto con las pérdidas
normales, esto es, empléense los valores positivos y negativos y súmense la totalidad de
las pérdidas en los empalmes.
Para el efecto se tiene que tomar mediciones en ambas direcciones (Lo cual tomaría
mucho tiempo) o se pueden asumir las pérdidas medias en los empalmes que se verifican
en una dirección como constantes para los demás empalmes.
1111..33..11..55..33 RREEFFLLEEXXIIÓÓNN EESSPPEECCTTRRAALL
Algunas veces se observa una reflexión de Fresnel en donde no se espera una
(Usualmente después del extremo de una fibra). La luz reflejada vuelve y entra a la fibra,
501
causando una o más reflexiones falsas a una distancia múltiple desde la reflexión inicial
verdadera. Esto es: una reflexión grande ocurre a 400m y ocurre una reflexión inesperada
a 800m y otra a 1200m, entonces estas significan reflexiones espectrales. Para identificar
y eliminar estas reflexiones, se pueden seguir los siguientes pasos:
Medir la distancia a la reflexión sospechosa, posicionando luego el cursor a la mitad de
dicha distancia. Si ahí existe una reflexión, entonces la sospechosa es quizá una reflexión
espectral.
Si se suprime o reduce la reflexión verdadera, entonces la espectral también lo hará.
Para el efecto, se puede aplicar gel de equivalente al índice de refracción o también se
puede seleccionar una ancho de pulso menor o aumentando la atenuación en la fibra
antes de la reflexión.
Cambiar el rango de distancia del OTDR. En algunos OTDR se causa una reflexión
espectral cuando el rango de distancia es muy corto.
Si se observa una reflexión espectral en la fibra, entonces hay que medir la distancia
sobre la reflexión sospechosa. Una reflexión espectral no mostrará pérdidas cuando se
midan las pérdidas de un empalme.
Figura 11.28. Reflexión espectral
502
1122.. GGLLOOSSAARRIIOO
ACCESO CONMUTADO: Es una conexión de red que se puede crear y desechar según se
requiera. Los enlaces de marcado por línea telefónica son la forma más sencillas de
conexiones con acceso conmutado. SLIP y PPP son protocolos generalmente utilizados
en este tipo de conexiones. (Vea línea conmutada, módem, Acceso directo)
ACCESO DIRECTO: Es una forma de conexión de red que esta integrada a una red de área
local (LAN), que ya sea por conexión directa o a través de una red de área metropolitana
(MAN) forma parte de Internet. Forma parte de algún protocolo que determina qué
dispositivo en una red de área local tiene acceso al medio de transmisión en cualquier
momento. CSMA/CD es un ejemplo de un método de acceso. IBM utiliza el mismo término
de acceso directo para tipo específico de "software" de comunicación que incluyen
protocolos para el intercambio de datos, construcción de archivos y otras funciones.
ACONDICIONAMIENTO: Es el proceso de añadir equipo a líneas rentadas de comunicación y
sintonizar el equipo de manera que las distorsiones en la línea cumplan con las
especificaciones mínimas.
ADSL: Acrónimo de Asymmetrical Digital Subscriber Line -- ADSL (Línea de Subscripción
Asimétrica Digital) Tecnología de transmisión que permite usando los cables telefónicos
de cobre, el transportar hasta 9 Mbps (megabits por segundo) mediante técnicas de
compresión.
AGENTE DENTRO DEL MODELO CLIENTESERVIDOR: La parte del sistema de información que
realiza la preparación e intercambio de información por cuenta de una aplicación del
cliente o del servidor, tal y como lo haría un agente humano en representación y en
ausencia del representado. Se emplea mucho en sistemas de búsqueda en el Internet.
AMPLIFICADOR: Instrumento que aumenta la amplitud de una señal. Un amplificador
normalmente se refiere al aumento en el tamaño de la señal o amplitud. Contrarresta el
fenómeno de atenuación. La amplificación de señales es casi siempre sobre señales
503
análogas. En señales discretas pasa por repetidores que además de amplificar rehacen la
forma de la señal. El proceso de amplificación análogo no discrimina entre señal y ruido.
AMPLITUD: Se refiere al tamaño de una señal analógica, es decir al desplazamiento
máximo entre el estado de equilibrio y el punto más alto de la señal. Es una medida
indirecta de la potencia o fuerza de la señal (el cuadrado de la amplitud es proporcional a
la potencia). La potencia de la señal es directamente proporcional a la energía de la señal.
El ruido modifica la amplitud de una señal así como su forma.
ANALÓGICA: Esencialmente representa señales que no son digitales o discretas. Las
señales análogas o analógicas tienen un número infinito de valores legales entre los
límites altos y bajos de una señal portadora intermedia. Por ejemplo, las señales enviadas
a través de una línea telefónica por módem son análogas porque representan tonos de
audio. (e.g. entre los 300 Hertz y los 3300 Hertz)
ANCHO DE BANDA (BANDWIDTH): Es el rango (las frecuencias comprendidas entre dos
límites) de las frecuencias que se pueden pasar a través de un canal de comunicación. Se
expresa en términos de la diferencia entre el límite de la frecuencia alta y el límite de la
frecuencia baja. El ancho de banda de una línea telefónica, por ejemplo, es 3,000 hertz
porque el límite bajo es 300 hertz y el límite alto es de 3,300 hertz. 3,000= 3,300 - 300. 2)
En un circuito digital, el ancho de banda representa la habilidad máxima del circuito para
mover bits por unidad de tiempo. Se expresa en bits por segundo.
ANSI: (American National Standard Institute). Organización no gubernamental donde sus
miembros apoyan, diseñan, adoptan y generan estándares en los Estados Unidos,
aunque a veces muchos otros países también los adoptan.
APLICACIÓN: Se refiere a un programa de aplicación o a un proceso de una aplicación que
está conectado o corriendo en una red de computadoras. La capa más externa del
modelo OSI de redes es la capa de aplicación. Por cada tipo de aplicación debe de tener
sus propias reglas de protocolo para esta capa.
ÁRBOL, CONFIGURACIÓN DE: Se refiere a un arreglo de red en el que las estaciones están
unidas a un bus en común.
ARCNET: Sistema de Red de área local (LAN) desarrollada por Datapoint. Utiliza las
técnicas de pasa testigos ("token"), pero no es un anillo ("ring") sino que sigue la topología
física de estrella y permite un máximo de 256 nodos en la red. Datapoint licenció la
tecnología ARCNET para la Tandy Corporation, Davon (fuera del mercado actualmente),
504
Novell y Standard Microsystems. Es una de las redes locales más baratas actualmente.
Su velocidad máxima actual es de 2.5 Mbps.
ARREGLO PARA ACCESO DE DATOS: Dispositivo de protección que se usa con un módem
que no está certificado por la FCC para ser conectado directamente a cables telefónicos.
ASYNCHRONOUS TRANSFER MODEATM (MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONA): Estándar
que define la conmutación de paquetes (cells celdas o células) de tamaño fijo con alta
carga, alta velocidad (entre 1,544 Mbps. y 1,2 Gbps) y asignación dinámica de ancho de
banda. ATM es conocido también como "paquete rápido" (fast packet), attachment
(anexo). Dícese de un fichero o archivo que se envía junto a un mensaje de correo
electrónico. El archivo puede contener cualquier objeto digitalizado, es decir, puede
contener, texto, gráficos, imágenes fijas o en movimiento, sonido.
ASYNCHRONOUS, ASÍNCRONA: La transmisión asíncrona, también conocida como
"StartStop transmission", permite enviar y recibir sólo un caractér a la vez. Cada caractér
se envía con su propia información de sincronización a través de los bits "start” y “stop"
que van junto a cada caractér. Puede transcurrir cualquier cantidad de tiempo antes de
que el próximo caractér sea enviado.
1. Transmisión de caracteres cada uno con su propia sincronización al interior de su
"frame" o marco, utilizando bits de "Start" y "Stop". Pero no hay sincronía entre
caractér y caractér.
2. Transmisión de bits sin estar sincronizados en el tiempo de las facilidades de
transmisión (acepción vaga pero utilizada en los panfletos comerciales).
3. Sin coordinación previa. Generalmente se refiere a operaciones de protocolo en donde
se envían respuestas sin que la estación control tome acción para que estas sean
enviadas.
BACKBONE: Línea de transmisión de información de alta velocidad o una serie de
conexiones que juntas forman una vía con gran ancho de banda. Un backbone conecta
dos puntos o redes distanciadas geográficamente, a altas velocidades. Generalmente
conecta gabinetes de telecomunicaciones.
BANDA: Se refiere al rango de frecuencias entre dos límites, uno límite bajo y otro alto. Por
ejemplo, se dice que la banda de voz es entre 300 y 20,000 Hz. Ver Ancho de banda
505
BASEBAND: Se refiere a las señales en su forma eléctrica, nativa. Una señal de base de
banda es utilizada frecuentemente para modular una portadora de modo que se pueda
pasar esta señal sobre un medio de comunicación que no permite el paso de una señal en
su forma nativa. Por ejemplo, cuando se habla por teléfono, nuestra voz es transportada
en su forma natural a las oficinas locales de teléfono. De modo que puedan enviar nuestra
voz a una ciudad distante, la señal de nuestra voz modula una portadora de manera que
esta pueda ser transportada a largas distancias junto con muchas otras señales de voz.
Se diferencia de "Broadband".
BAUDIO: El número de señales transmitidas sobre una conexión lógica ("data link") cada
segundo. El término baudio expresa la cantidad de señales viajando sobre una "data link"
por unidad de tiempo (un segundo). Esto es una tasa ("rate"). Por lo tanto es incorrecto
utilizar el término "baud rate" pues esto implica la aceleración de las señales. En una onda
analógica una señal puede ser un cambio en su frecuencia, su amplitud o su fase o
incluso la forma. Dos cambios posibles en la señal pueden direccionar (significar) cuatro
bits (digitales). Por lo anterior, una manera incorrecta de usar el término baudio o "baud"
es usarlo como sinónimo de "bits por segundo". Si se usa un elemento señalador para
mover un bit, entonces "baudio" es igual a "bits por segundo" en números, pero no
significa lo mismo exactamente. Si el elemento señalador transporta más de un bit (como
los modems síncronos) el "bit rate " es un múltiplo de los baudios.
BIT: Acrónimo de "Binary digit" (dígito binario) lo que es la unidad básica y elemental de
información en el mundo de las computadoras. Un bit es también un dígito en un número
binario. Consiste de dos valores: cero (0) y uno (1). También se entiende por bit a la
información que se puede almacenar en una celda sencilla de memoria (flip-flop).
BPS: Bits Por Segundo; se refiere a la velocidad a la que la información es enviada sobre
una conexión lógica ("data link") Bauds por segundo. Número de cambios que sufre la
señal por segundo y es indicativo de la cantidad de bits por segundo que se están
transmitiendo. Se puede aumentar la velocidad de enlace si utiliza compresión de datos.
Para aprovechar la máxima velocidad de un módem, tanto el proveedor como el usuario
deben de tener módems que operen a la máxima velocidad y utilizar ambos la compresión
de datos.
(Vea bit, Bridge. Vea Puente)
BYTE: Conjunto de 8 bits. Suele representar un valor asignado a un carácter.
506
BROADBAND: Se refiere a la técnica de cable coaxial en la cual varias señales moduladas
(generalmente sobre frecuencias diferentes, ver multiplexor) sobre varias portadoras se
transmiten sobre un solo cable coaxial.
BROUTER: Dispositivo que combina las funciones de un puente (bridge) y un "router". Los
brouters pueden encaminar uno o más protocolos tales como TCP/IP y XNS, y proveer un
puente para todo tráfico de datos. Contrasta con "bridge", "router" y "gateway".
BUS O MULTIDROP LINE: Es un modo de interconectar un grupo de estaciones en donde
cualquier estación puede enviar señales a cualquiera otra estación. Es una manera muy
popular de interconectar estaciones en un LAN.
CABLE COAXIAL: Es un tipo de cable donde el conductor (alambre) que lleva la señal está
completamente rodeado por el conductor "ground" (llamado escudo o trenza). El cable
coaxial provee un ambiente de alta velocidad y mínima distorsión para las señales.
CABLEADO Columna vertebral de una red que utiliza un medio físico de cable, casi
siempre del tipo de red de área local (LAN), que lleva la información de un nodo a otro. La
reciente aparición de las redes inalámbricas ha roto el esquema tradicional al no utilizar
ningún tipo de cableado.
CAPA DE DATA LINK (CONEXIÓN DE DATOS): Se refiere a la segunda capa del modelo OSI.
Esta capa asegura la comunicación entre dos nodos contiguos de una red. Por lo tanto
funciona como si fuera una red local y es la capa que se encarga del enmarcado de los
datos originales.
CAPAS: Se refiere a la organización por estratos jerárquicos de ciertos modelos de
comunicación y sus protocolos. Cada capa o estrato se comunica exclusivamente con las
capas vecinas. Lo que facilita su organización y estructuración modular. La capa más baja
o capa FÍSICA, hace interfaz con el "hardware" de la computadora. La capa de
APLICACIÓN. Esta es la séptima (y más alta) capa del modelo OSI, que interactúa con
los programas de aplicación o con un usuario.
CARRIER (PORTADORA): Señal que se usa para "acarrear" o transportar señales de base
de banda sobre un medio de comunicación. La frecuencia de la portadora es usualmente
más alta que la frecuencia de la señal de base de banda.
CATV (COMMUNITY ANTENNA TELEVISION): Se refiere a televisión por cable cable TV.
507
CCITT (INTERNATIONAL TELEGRAPH AND TELEPHONE CONSULTATIVE COMMITTEE). (Comité
Consultativo Internacional de Teléfonos y Telégrafos) Agencia de la Unión Internacional
de Telecomunicaciones.
CCITT X.25: Estándar internacional que define protocolos de comunicación de
conmutación de paquetes ("packetswitched comunication") para redes privadas o
públicas.
CIRCUITO CONMUTADO (CIRCUIT SWITCHED): Ruta de transmisión dentro de una red
conmutada (por ejemplo la red telefónica o un conmutador telefónico de una empresa) en
la que se crea una ruta cuando una estación origen especifica una estación de destino y
esa ruta se mantiene por la duración de la llamada.
CIRCUITOS METÁLICOS: Son circuitos que usan cables de cobre de un extremo a otro. Esto
implica que no se interpondrá ningún tipo de amplificador u otro tipo de dispositivos al final
del circuito. Estos circuitos tienen continuidad eléctrica (DC) de un extremo a otro.
CONCENTRADOR: Dispositivo que acepta varias entradas de datos y provee una salida
compuesta. Esta salida compuesta es generalmente una cadena de datos de alta
velocidad, multiplexada en el tiempo, pero con identificadores antes de cada mensaje de
qué dispositivo provienen.
CONMUTACIÓN DE MENSAJES (MESSAGE SWITCHING): Se refiere a una red que acepta
mensajes de una estación emisora y entrega los mensajes a la estación receptora
designada sobre conexiones lógicas que son compartidas por todas las estaciones.
Generalmente esta conmutación de mensajes pasa por un dispositivo de conmutación
privada o PBX.
CONVERTIDOR DE SEÑALES: Un módem es un convertidor de señales. En general, un
convertidor de señales cambia la señal de una forma a otra ya sea de análoga a digital o
viceversa.
CSMA/CD: Siglas de "CarrierSense Multiple Acces with Collision Detection". Acceso
múltiple de sensor de portadora con detección de colisión. Es un procedimiento de
protocolo de capa lógica de tipo contensión muy popular en los LAN's como Ethernet.
Antes de enviar un mensaje por detecta la señal de la portadora a ver si esta vacía la
conexión, sino es así, se contiene de efectuar el envío. Pudiera sin embargo haber dos o
más mensajes simultáneos que colisionan, tales colisiones la detecta un "transceiver".
508
Después de efectuarse una colisión, los nodos se contienen un tiempo al azar antes de
volver a intentar la comunicación.
DIGITAL: Esquema de transmisión donde cualquier elemento de señal tiene solamente dos
valores legales. Esto facilita regenerar la señal (remover la distorsión) en la conexión de
datos "data link". La Transmisión digital es más libre de errores que la transmisión
analógica, pero se atenúa y distorsiona con mayor facilidad.
DISTORSIÓN: Cualquier cambio no deseado a una señal que pueda alterar su forma
original.
DISTORSIÓN POR ATENUACIÓN: La Distorsión normalmente existe en todos los medios de
comunicación, especialmente en una línea telefónica. Esto es el resultado de la
atenuación de altas frecuencias que es mayor que la atenuación de bajas frecuencias,
dando como resultado una modificación en la señal o distorsión. La cantidad de distorsión
se puede reducir aplicando acondicionadores de tipoC en un circuito analógico rentado
("leased line")
DUPLEX: Cuando se envía información en ambas direcciones a la vez sobre un canal.
Frecuentemente llamado FullDuplex para distinguirlo del HalfDuplex.
EIA: (ELECTRONICS INDUSTRIES ASSOCIATION). Asociación de Industrias Electrónicas, es
una organización de manufactureros de equipo electrónico en los E.U. que crea
estándares.
EMISIÓN ALLRINGS: En una red "TokenRing", esta función se utiliza para hacer que los
"bridges" o puentes transfieran la trama (frame) a otros anillos.
EMISIÓN ALLSTATIONS: En una red "TokenRing", se utiliza para enviar un marco de
información a todas las estaciones mediante el uso de una dirección global. Los puentes
puede pasar el marco a otros anillos si se tiene información apropiada de rutas en el
"frame" o marco.
ENRUTADOR: Elemento que determinan la trayectoria más eficiente de datos entre dos
segmentos de red. Operan en la capa superior del modelo OSI a la de los puentes la
capa de red no están limitado por protocolos de acceso o medio. (Vea Gateway, Puente)
FDM (FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING): Multiplexaje de División de Frecuencias. Es
decir, un multiplexaje o envío simultáneo de varias señales por el mismo medio. En este
509
medio físico se "abren" varios canales de anchos de frecuencia diferentes cada uno por
donde circulan otros tantos mensajes simultáneamente.
FDX: Acrónimo de Full Duplex. Significa que por un mismo medio de comunicación se
puede enviar y recibir información simultáneamente.
FIBRA ÓPTICA: Combinación de vidrio y materiales plásticos. A diferencia del cable coaxial
y del par trenzado no se apoya en los impulsos eléctricos, sino que transmite por medio
de impulsos luminosos. Es el medio físico por medio del cual se pueden conectar varias
computadoras.
FM: Modulación de Frecuencia. Forma de modulación o codificación de una señal digital
sobre una portadora analógica, en la que el cambio en frecuencia es sinónimo de un uno
o un cero.
FRAME (TRAMA): Procedimiento mediante el cual un protocolo le añade a los datos
originales un encabezado ("header") y una cola ("trailer"). En los protocolos de bits se
refieren a los bloques de datos como "frames" o tramas. La Trama de información
(también llamada token) que se comparte por dos o más estaciones dividen la trama en
partes iguales. Esta técnica se usa por algunos LAN's de topología de anillo.
FRECUENCIA: El número de ciclos de una señal de corriente alterna por unidad de tiempo.
GATEWAY (PUENTE): Sistema de información que transfiere información entre sistemas o
redes incompatibles.
GBPS: (Giga Bits Por Segundo) Se refiere a 109 bits por segundo.
HALFDUPLEX, TRANSMISIÓN: Se refiere a el diálogo entre dos estaciones donde ninguna
estación enviará datos mientras la otra está enviando datos.
HERTZ: Es la unidad de frecuencia. Es el término preferido para referirse a las
frecuencias en lugar de usar el antiguo "ciclos por segundo".
IEEE: (INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERS) Instituto de Ingenieros
Eléctricos y Electrónicos. Es una entidad que genera estándares y normas aplicables en
telecomunicaciones.
IEEE802: Estos son los estándares para la conexión física y eléctrica de LAN's
desarrollado por IEEE (Institute of Electronic and Electrical Engineers).
510
IEEE 802.2: Estándar para la capa de conexión lógica, para usarse con redes IEEE 802.3,
802.4 y 802.5.
IEEE 802.3: 1Base5 Especificación de la IEEE que iguala el antiguo producto de AT&T
StarLAN. Este designa una rata de 1Mbps, técnica de base de banda y un máximo de
distancia de cable de 500 metros.
IEEE 802.3: 10Base2 Esta especificación de la IEEE iguala el cableado estrecho de
Ethernet. Este designa una rata de señal de 10 Mbps, técnica de base de banda, y un
máximo de distancia de cable de 185 (casi 200) metros.
IEEE 802.3: 1Broad36 En esta especificación de la IEEE se describe un tipo de cableado
de la Ethernet pero de larga distancia con una rata de 10 megabit por segundo y una
distancia de cable de 3,600 metros.
IEEE 802.5: Esta especificación de la IEEE describe un LAN que usa 4 o 16 megabits por
segundo, MAC "tokenpassing" y una topología física de anillo. Es utilizado por los
sistemas IBM de TokenRing.
IMPEDANCIA: Propiedad eléctrica de un cable, combinando capacidad, instalación y
resistencia y se mide en "ohms".
INTERNET: Colección de redes de telecomunicación que incluye ARPAnet, MILnet, y
NSFnet (National Science Foundation net). Internet usa protocolos TCP/IP.
IP (PROTOCOLO INTERNET). Permite a un paquete de datos viajar a través de múltiples
redes hasta alcanzar su destino. Se encarga de la capa de red del modelo OSI (Vea
Dirección IP, TCP).
ISDN (RED DIGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS RDSI) (Integrated Services Digital
Network). En español se abrevia RDSI. En el servicio de ISDN las líneas telefónicas
transportan señales digitales en lugar de señales analógicas, lo que aumenta
considerablemente la velocidad de transferencia de datos a la computadora. Si se cuenta
con el equipo y el software necesarios, y si la central telefónica local ofrece ISDN y el
proveedor de servicios lo soporta, el ISDN es posible utilizarlo. La velocidad de
transferencia que puede alcanzar ISDN es de 128,000 bps, aunque en la práctica las
velocidades comunes son de 56,000 o 64,000.
ISO (INTERNATIONAL STANDARDS ORGANIZATION) Organismo de las Naciones Unidas, con
sede en París, cuya misión es el generar y difundir estándares entre las naciones,
511
logrando así la compatibilidad y complementariedad en servicios y productos
internacionalmente. Desarrolló el modelo de comunicación abierta OSI.
LAN (LOCAL AREA NETWORK): Red de Area Local, o más brevemente Red Local de
Computadoras. Se refiere a una red de computadoras conectadas bajo un mismo
protocolo y tipo de conexión física, sin modulación de la señal y en distancias cortas
(menores generalmente a los 10 Km, por ejemplo el diámetro de un campus universitario).
LÍNEA: Usualmente se refiere a un circuito de comunicación.
LÍNEA CONMUTADA: Se refiere al tipo de conexión que se establece usando un emulador
de terminal y un módem.
LÍNEA DE CONTROL: Es una línea en un interface que se usa para enviar señales entre
dispositivos pero no es usada para el intercambio de información o para señales de reloj.
LÍNEA DEDICADA: Línea privada que se utiliza para conectar redes de área local de
tamaño moderado a un proveedor de servicios de Internet. Se caracteriza por ser una
conexión permanente.
MAN (METROPOLITAN AREA NETWORK). Red de área metropolitana Red que no va más
allá de los 100 km. Equipos de computo y sus periféricos conectados en una ciudad o en
varias forman una MAN.
MAP: Siglas en inglés para "Manufacturing Automation Protocol". Protocolo diseñado por
la compañía General Motors, como un esfuerzo para definir ciertos estándares del modelo
OSI que aplican a este tipo de compañía de manufactura automatizada.
MÓDEM: Modulador/Demodulador; es un convertidor de señales. Un dispositivo que
convierte señales de datos digitales y binarias a una señal compatible con el medio que
se está utilizando.
MODULACIÓN: Proceso mediante el cual se sobrepone una señal de datos a una señal
portadora de manera que la información pueda ser transportada sobre un medio que
normalmente es incompatible con la señal de datos. Por ejemplo, un módem
convencional se usa para transmitir señales de datos sobre una línea telefónica que
normalmente se usa para la transmisión de la voz.
MODULACIÓN DE AMPLITUD: Proceso de modulación en donde los bits de datos
(información digital) se sobreponen a una señal portadora (analógica) alterando la
amplitud de la señal portadora dependiendo de su valor en bits.
512
MODULACIÓN DE FASE: Este es un proceso de modulación en el se crea un cambio
instantáneo en la fase de la señal portadora para entonces mediante un tipo de
desfasamiento se interpreta como un bit diferente; de esta manera se sobreponen los bits
de datos a esta señal. La modulación de fase multibit permite la transportación de más
de un bit en un solo cambio de fase. El grado de cambio de la fase representa la
combinación de bits que está siendo transportada.
MULTIPLEXOR: El Multiplexor llamado MPX, es también conocido como Concentrador (de
líneas). Es un dispositivo que acepta varias líneas de datos a la entrada y las convierte en
una sola línea corriente de datos compuesta y de alta velocidad. Esto hace la función de
transmitirá "simultáneamente" sobre un mismo medio varias señales. No hay que
confundir con el multiplexor "hardware" (llamado MUX) cuya función es la de seleccionar
entre varias entradas una de ellas a la salida. Frecuentemente el Multiplexor esta unido a
otros dispositivos como
un módem.
MULTIPLEXOR DE CONEXIÓN: También se conoce como Selector de Puertos. Es una
máquina que permite a los puertos "anfitriones" (host ports) conectarse a terminales
remotas de manera que si hay demasiados usuarios estos puedan esperar su turno para
tener acceso a un puerto que puede estar ocupado. Estas máquinas además pueden
proveer capacidad de conmutar de manera que el usuario pueda especificar a la máquina
a qué puerto se quiere conectar.
MULTIPUNTO LÍNEAS: Es una línea de comunicación que es utilizada por más de dos
estaciones, en contraposición a la línea PUNTO A PUNTO que solo va entre dos
estaciones.
NETWORK (RED): Es un grupo de dispositivos de cómputo interconectados entre sí para
propósitos de comunicación.
NETWORK LAYER (CAPA DE RED): Es la tercera capa del modelo OSI. Esta contiene la
lógica y las reglas que determinan la ruta que va a tomar la información que está viajando
por la red. Esta capa no es de importancia en LAN's pequeños.
OSI (OPEN SYSTEMS INTERCONNECT) Esta es una recomendación de la ISO que describe
una estructura de siete capas para la partición de comunicación de datos y funciones de
telecomunicaciones en capas.
513
PAR TRENZADO: Parecido al cable utilizado para teléfonos, pero con una cantidad mayor
de cables dentro. Es el medio físico por medio del cual se pueden conectar varias
computadoras.
PBX: Siglas en inglés para Private Branch Exchange. Este es un conmutador telefónico
privado (sistema telefónico) que sirve a una localización específica. La mayoría de los
sistemas PBX pueden transportar datos de computadoras sin el uso de módem.
PCM: Siglas para Pulse Code Modulation. Método común de digitalizar la señal de la voz.
Se requiere un ancho de banda de 64 kbits por segundo para un canal de voz digitalizada.
PRESENTATION LAYER (CAPA DE PRESENTACIÓN): Esta es la sexta capa definida en el
modelo OSI. Esta capa se encarga de traducir y convertir los datos transmitidos en
formatos que permitan la presentación en pantalla e impresoras, para que puedan ser
entendidas y manejadas directamente por los usuarios.
PROTOCOLO: Este es el procedimiento (conjunto de pasos, mensajes, forma de los
mensajes y secuencias) que se utiliza para mover la información de una localización a
otra sin errores. Es la definición de como deben comunicarse dos computadoras, sus
reglas de comportamiento, etc.
PROTOCOLO DE ACCESO: Estas son las reglas de tráfico a las que se sostienen estaciones
de trabajo LAN para evitar la colisión de datos cuando se envían señales a través de un
medio de red compartido. También conocido como MAC o "Media Access Control
protocol". Ejemplos comunes de esto lo es el CSMA o "carrier sense multiple access"
PUENTE. (BRIDGE): Los puentes son dispositivos que tienen usos definidos. Primero,
pueden interconectar segmentos de red a través de medios físicos diferentes; por
ejemplo, no es poco común ver puentes entre cable coaxial y de fibra óptica. Además,
pueden adaptar diferentes protocolos de bajo nivel (capa de enlace de datos y física de
modelo OSI).
PUNTOAPUNTO, LÍNEA Esta es una línea de comunicación conectando solamente a dos
estaciones.
TCP Protocolo de control de transmisión (Transfer Control Protocol). Es el protocolo que
se encarga de la transferencia de los paquetes a través de Internet. Se encarga de que
los paquetes lleguen al destino sin ningún error o pide su reenvío. Se encarga de la capa
de transporte del modelo OSI.
514
TOKEN RING Red local desarrollada por IBM que utiliza el protocolo de acceso Token
Passing y que utiliza un ancho de banda de 4 y 16 Mbps. Utiliza la topología de anillo Vea
Ethernet.
TOPOLOGÍAS DE ANILLO: Topología en donde las estaciones de trabajo se conectan
físicamente en un anillo, terminando el cable en la misma estación de donde se originó.
Vea Token Ring.
TOPOLOGÍA DE BUS: Topología en donde todas las estaciones se conectan a un cable
central llamado "bus". Este tipo de topología es fácil de instalar y requiere menos cable
que la topología de estrella. (Vea Ethernet).
TOPOLOGÍA DE ESTRELLA: Topología donde cada estación se conecta con su propio cable
a un dispositivo de conexión central, bien sea un servidor de archivo o un concentrador o
repetidor
TOPOLOGÍA DE RED: Se refiere a cómo se establece y se cablea físicamente una red. La
elección de la topología afectará la facilidad de la instalación, el costo del cable y la
confiabilidad de la red. Tres de las topologías principales de red son la topología de bus,
de estrella, y de anillo.
WAN: Red de área mundial (World Area Network). Puede extenderse a todo un país o a
muchos a través del mundo.
515
CCOONNCCLLUUSSIIOONNEESS
La necesidad de esta guía técnica está justificada por ser el cableado, tanto de cobre
como de fibra óptica, un componente fundamental de la infraestructura de
comunicaciones de las empresas.
Los objetivos inicialmente planteados en la introducción se han cumplido, reseñándose las
siguientes conclusiones contenidas en las páginas interiores de este manual.
Se establecieron procedimientos de selección del medio de transmisión, el cual
retoma las pautas técnicas más importantes que se deben tener presente a la hora de
elegir el medio de transmisión.
Se ha determinado que para la selección del cableado que se va a implementar en el
sistema, es fundamental el conocimiento de las características de transmisión para
cada medio.
En la selección del medio a implementar es muy importante la caracterización de las
interferencias a las cuales es sensible el cableado, y la forma de prevenirlos o
evitarlos, para obtener el máximo desempeño del sistema.
El manual muestra al lector las diferentes pérdidas relacionadas con los cableados
para comunicaciones (UTP, STP, Coaxial, Fibra Óptica) y la manera de reducir su
acción en el sistema de comunicaciones.
Se relacionan entre sí las ventajas y desventajas que presenta la implementación de
un cableado de cobre (UTP, STP y Coaxial), frente a un cableado de fibra óptica, en
cuanto a facilidad de instalación, costos, ancho de banda, etc.
Se mostró la relación directa entre el ancho de banda que se desea usar y el cableado
a seleccionar. Esta característica es importante para ofrecer velocidad y buen
desempeño del sistema
516
Se determinó que el cableado está directamente relacionado con la tecnología de
transmisión de datos, facilitando así su selección. Se debe tener en cuenta que la red
seleccionada depende del tipo y cantidad de datos a transmitir.
La definición del conjunto de normas que permiten interconectar diferentes equipos,
posibilitando la comunicación entre ellos, están recopilados en el modelo OSI,
expedido por la entidad ISO. Dicho modelo define los servicios y protocolos que
permiten la comunicación, dividiéndolos en 7 capas o niveles.
Se ha definido el sistema de cableado estructurado como la infraestructura de cable
destinada a transportar las señales que envía un emisor hasta el correspondiente
receptor. Es un sistema pasivo y está diseñado para soportar, sin degradación de las
señales, transmisiones de voz, datos, video. El sistema de cableado estructurado
debe cumplir las normas definidas por la EIA/TIA, indicadas en sus boletines 568A,
569, 570, 606.
El diseño de un sistema de cableado estructurado se debe concebir como un sistema
completo, integrando la totalidad de aplicaciones definidas, de manera modular,
considerando el cumplimiento de normas, con la flexibilidad tal que ofrezca ahorros en
tiempo y dinero, con proyecciones de crecimiento y con la posibilidad de soportar
aplicaciones y tecnologías futuras.
Previa instalación de cualquier medio de comunicaciones, se debe generar la
planeación del proyecto; con este paso no solo se le brinda orden, sino que se
garantiza seguridad, eficiencia y calidad al trabajo a realizar.
En un sistema de cableado es usual encontrar combinaciones de diferentes tipos de
cables, dependiendo de las aplicaciones que se integren al sistema. Tan importante
como los cables, son los conectores y terminaciones de las mismas. Cada
componente que se coloca en un sistema de cableado estructurado, debe estar
probado y certificado en cuanto a las normas y estándares que cumple, especialmente
en lo relacionado con su categoría. Si en una aplicación se mezclan componentes de
diferentes categorías, la aplicación operará en la categoría del componente de menor
especificación.
En esta guía se especifica el concepto de empalme, tanto para cableado de cobre,
como fibra óptica, además las posibles fallas y forma de afrontarlas.
517
Se muestra de manera sistemática el procedimiento que se debe seguir para realizar
un empalme de fibra óptica. La correcta ejecución de un empalme de fibra óptica
demanda la disposición de un kit de herramientas apropiadas para desempeñar el
trabajo, y así obtener un empalme conforme con las especificaciones expedidas por
las normas, es decir, que cumpla los requerimientos de atenuaciones máximas y de
características físicas y mecánicas.
Para terminación del cableado en una edificación, se debe tener en cuenta las
estructuras especiales que van a contener el empalme, como son las cajas de
empalme y las cajas de halado.
El desempeño del medio de transmisión tiene relación directa con una correcta
instalación. Esto implica respetar el radio mínimo de curvatura y la máxima tensión de
halado.
Los procedimientos de halado desarrollados en este manual, garantizan una
adecuada manipulación de los medios de transmisión y minimizan riesgos para el
instalador.
En cualquier instalación, es importante llevar registros y documentar todo elemento y
cualquier cambio realizado en la planta. Con lo anterior, se asegura el conocimiento
total del sistema y al momento de realizar cambios o adecuaciones, entonces las
interrupciones de los servicios serán mínimas.
En las redes predomina el uso de fibra óptica y de cable UTP categoría 5 ó superior.
Se facilita así su utilización en futuros servicios, gracias a la velocidad y al ancho de
banda que ofrecen ambos medios.
Otro aspecto importante a tener en cuenta es que al considerar un proveedor para el
montaje del cableado estructurado, éste debe contar con una línea completa de
productos, por cuanto esto asegura que todos los elementos que lleguen a instalarse
en una aplicación estén debidamente probados en el laboratorio y verificando su
comportamiento de forma conjunta. En muchos casos, se hacen instalaciones en las
cuales los componentes de una aplicación son suministrados por diferentes
proveedores y, a pesar de que cada uno de estos componentes individualmente
cumplen con las normas, presentan fallas al funcionar como una aplicación completa.
518
Los métodos de pruebas de campo y la interpretación de los criterios PPaassaa / NNooPPaassaa
permiten verificar las características de transmisión del cableado instalado y el estado
en el que se encuentra.
Actualmente, cerca del 80% de las redes instaladas son del tipo Ethernet, y cada vez
se alcanzan mayores velocidades de transmisión. Estas tecnologías tienen la ventaja
de permitir la migración de un Ethernet 10 a uno de 100Mbps y de ahí al 1000Mbps,
ya que utiliza el mismo método de acceso (CSMD/CD) y la misma codificación.
519
RREEFFEERREENNCCIIAASS BBIIBBLLIIOOGGRRÁÁFFIICCAASS
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524
ÍÍNNDDIICCEE AALLFFAABBÉÉTTIICCOO
A
A.M, 52
ACR, 87
adaptador ATM, 315
aaddaappttaaddoorreess, 266
AAllccaannccee ddeell TTrraabbaajjoo, 374
Alineación de las fibras,
182
ancho de banda, 121, 315
AAnncchhoo ddee BBaannddaa, 35
ancho de banda efectivo,
35
aanncchhoo ddee bbaannddaa ttoottaall, 123
apertura numérica, 105
Apilamiento, 235
ARCNET, 319
Área de Trabajo, 220
arquitectura de una red,
240
ASK, 52
aatteennuuaacciióónn, 83, 112
Atenuación, 459
B
backbone, 253, 314, 380,
432
Backbone, 172, 411
balance eléctrico, 77
Baloons, 220
Banda ancha, 98
Banda base, 98
bandeja de cable, 383
bandeja de empalmes,
212
bandejas de empalme,
214
baseband, 251
beacon, 271
BNC, 169
broadband, 251
C
cableado horizontal, 454
cableado vertical, 454
Cableado Vertical, 172
cajas de empalmes, 213
Calidad del Servicio, 315
CCaappaa ddeell UUssuuaarriioo, 305
capacitancia, 64
Capas, 20
Cascada, 235
CATV, 98
CAU, 266
CCITT, 89
células ATM, 317
CNEXT, 279, 280
ccóóddiiggoo ddee ccoolloorreess, 74
concentrador, 235
concentrador pasivo, 243
concentradores, 227, 234
conector instalable, 205
conector instalable en
campo, 205
conector instalable in
situ, 217
conector terminal, 199
conectores, 145
conectores para fibras
monomodo, 198
conectores terminales,
198
conectorización, 154
confiabilidad, 338
conmutación de
circuitos, 227
conmutación de
paquetes, 10, 227
Control de Acceso al
Medio, 237
Control Lógico de
Enlace, 237
cordones de conexión,
202
ccrroossssoovveerr, 158. Véase
Conector UTP
crosstalk, 77, 100
Crosstalk, 159, 459
CSMA/CD, 26, 247, 258
curva de silla, 339
D
datos, 335
diafonía, 46
Diámetro de Modo de
Campo, 500
dinámico alto, 487
Dispersión, 114
dispersión espectral, 117
ddiissppeerrssiióónn ppoorr
ppaarráámmeettrrooss óóppttiiccooss yy
ggeeoommééttrriiccooss, 117
ddiissppeerrssiióónn tteemmppoorraall, 116
distorsión de retardo, 44
Disturbios de
Interferencia por
Cercanías, 84
525
E
emisor, 12
empalme, 179
empalme de fibra óptica,
179
empalme mecánico, 179
Empalme multifibra, 184
Empalme por fusión, 181
Empalmes de fibras
unidas por adhesivos,
186
Empalmes monofibra,
182
enchapes de madera, 381
eennllaaccee ddiirreeccttoo, 12
enrutadores, 237, 314
escáner de Pares, 458
eessppeeccttrroo ddee llaa sseeññaall, 35
estándar, 21
eternet, 240
ethernet, 255
Ethernet, 234
F
F.M, 52
Fast Ethernet, 258
férrula, 209
fibra óptica, 285
fibras con salto de
índice, 127
fibras de corto y medio
alcance, 126
fibras de dispersión
plana, 124
ffiibbrraass mmoonnoommooddoo, 104,
133
Fibras monomodo, 180
ffiibbrraass mmuullttiimmooddoo, 105
Fibras multimodo, 180
Foro ATM, 315
frame relay, 10
frecuencia central, 38
FSK, 52
fundamentos
NoPrioritarios, 273
fundamentos Proritarios,
273
H
Hartley, 41
hub, 234, 294, 314
HHuubb, 234
HUB, 234, 253
hub pasivo, 246
HHUUBBSS, 248
I
impedancia
característica, 61
información, 335
innerducts, 432
intranet, 225, 227
ITU, 89
L
LAN, 230
Lectura de Referencia,
475
lleeyy ddee
SShhaannnnoonnHHaarrttlleeyy, 41
línea de transmisión, 60
linealidad, 490
LLC, 237. Véase Control
Lógico de Enlace
Longitud Ajustada del
Anillo, 275
lloonnggiittuudd ddee oonnddaa, 105
M
MAC, 21, 237. Véase
Control de Acceso al
Medio
marquilla, 450
MAU, 266
Microcurvaturas, 120
MMiiee, 121
MLT3, 51
Modelo de referencia
OSI, 235
MODELO OSI, 21
modem, 51
MMooddoo ddee TTrraannssffeerreenncciiaa
AAssíínnccrroonnoo, 11
modos meridionales, 105
modos no meridionales,
105
modulación de
frecuencia, 39
monitor activo, 270
multiplexores, 227
mutiplexación, 16
N
NEXT, 87, 155, 459
NIC, 54, 55, 231
nniivveell ddee pprreecciissiióónn, 490
NRZL, 48
Nyquist, 41, 42
O
OPGW, 141
OOSSII, 20
P
P.M, 53
panel de conexión, 215
ppaaqquueettee, 24, 26
ppaarr ddee llóóbbuulloo, 266
Parámetros Dinámicos,
112
patchcord, 158
patchcords, 151
PatchCords, 453
pérdidas, 112, 497
pérdidas de empalme,
179
pérdidas intrínsecas, 179
pérdidas NEXT
Compuestas, 279
PPéérrddiiddaass ppoorr RReettoorrnnoo
EEssttrruuccttuurraall, 76
ppeerrffiill ddeell íínnddiiccee ddee
rreeffrraacccciióónn, 109
PPeessccaa, 416
planos conceptuales, 369
526
planos de instalación,
369
pprreecciissiióónn eenn llaa ddiissttaanncciiaa,
491
probabilidad, 338
Protección del empalme,
183
protocolo de red, 17
PPrroottooccoolloo IIPP ssoobbrree AATTMM,
318
pprroottooccoollooss, 17
PSK, 53
PSNEXT, 88
Puentes, 236
Puertas de Enlace, 238
ppuueessttaa aa ttiieerrrraa, 364
punto de conexión, 220
Q
QPSK, 53
R
RAC, 270
rack, 356, 371
racks, 151, 392
Racks, 379
Rayleigh, 121
receptor, 12
red digital de servicios
integrados, 298
Red Digital de Servicios
Integrados, 12
red suicheada, 306
red troncal, 314
red troncal de ATM, 311
redes multipunto, 226
redes punto a punto, 226
repetidores, 236
RREEPPEETTIIDDOORREESS, 248
RJ, 151
ruido de
intermodulación, 46
ruido impulsivo, 46
ruido térmico, 45
S
sseerrvviiddoorr ddee aarrcchhiivvooss, 233
Shannon, 41
Shannon-Hartley, 42
ssíímmbboolloo, 289
soldadores con fusión,
181
Splices, 185
ssttrraaiigghhtttthhrruu, 158, 159.
Véase Conector UTP
Suiche, 314
suiche ATM, 312, 316
ssuuiicchheess AATTMM ppaarraa rreeddeess
LLAANN, 314
susceptibilidad, 341
T
tasa de error, 10
TCP/IP, 27
TDR, 459
tteeoorreemmaa ddee mmuueessttrreeoo ddee
NNyyqquuiisstt, 41
teorema de Nyquist, 40
tteerrmmiinnaacciióónn ccoonn
llaattiigguuiilllloo, 211
terminación directa, 147
terminación indirecta,
147
terminador, 241
terminales, 145
TTHHIICCKK EETTHHEERRNNEETT, 251
TTMMEEFF, 339
Token, 287, 290
token ring, 240
Topología, 239
ttrraammaa, 24, 25, 26
trama Ethernet, 249
trama perdida, 271
Transceivers, 248
transceptor, 248, 251
transceptores, 253
transmisión asíncrona,
290
transmisión de datos, 12
transmisión sincrónica,
290
Troncales ATM, 312
V
valor de prioridad, 273
velocidad de transmisión,
37
Virola, 197
VNP, 462
Z
Zona Muerta, 486, 488
zzoonnaa mmuueerrttaa ddee
aatteennuuaacciióónn, 489
zzoonnaa mmuueerrttaa eevveennttuuaall,
489