MANUAL DE DISEÑO E INSTALACIONES DE TELECOMUNICACIONES EN EDIFICIOS - GUÍA TÉCNICA DE REFERENCIA...

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


4.3.2.2.2 Ventajas ........................................................................................................................................254

4.3.2.2.3 Inconvenientes ..............................................................................................................................254


4.3.2.3 Ethernet 10BaseT ..............................................................................................................................255


4.3.2.3.2 Ventajas ........................................................................................................................................257

4.3.2.3.3 Inconvenientes ..............................................................................................................................257


4.3.2.4 Ethernet 10BaseFL ............................................................................................................................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

xvii

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

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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

xix

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 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


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


+

-

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.


+

-

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.


+

-

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).


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)


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.


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


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


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



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.

Obras%20Civiles.doc#tabla81

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.


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.


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)


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


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


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


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


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


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


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.


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


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


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


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


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


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.).


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


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.


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


oresconcentrad a debidas


Lo cual equivale a:


inserción de Pérdidas = 19dB

oresconcentrad a debidas


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


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


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




((BByytteess))

NNúúmmeerroo ddee


Bytes



Total 2.792.000



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


%.%.

% 4310016

540100

16Mbps


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:




((BByytteess))

NNúúmmeerroo ddee


Bytes



Total 2.792.000



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



%%,

% 2410016

843100

16Mbps


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


Retardo de Tramas


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]

Documentación%20de%20Instalación.doc#fig102

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.

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


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.



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



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.



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 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


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


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


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.

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


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


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


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


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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http://www.exfo.com/

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

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