cableado y conectores

Medios y Conectores para

Redes de Datos

REDES DE DATOS

Jesse Padilla A.

Manizales

Jesse Padilla Agudelo Ingeniero Electrónico Especialista en Gestión de Redes de Datos

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Medios y Conectores para Redes de Datos

• Una red es un grupo de equipos conectados entre si para intercambiar información.

• Los equipos de una red están conectados medio físico de red.• Existen muchos tipos de medios de comunicación se utilizan

para conectar dispositivos de red, y cada tipo ofrece características únicas que hay que entender para determinar la idoneidad de los medios para un determinado entorno de red.


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Medios y Conectores para Redes de Datos

• El medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un sistema de transmisión. Las transmisiones se realizan empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través de este canal.

• Los medios de transmisión se caracterizan por operar en rangos de frecuencia diferentes.


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Clasificación de los Medios

• Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:– medios de transmisión guiados– medios de transmisión no guiados.

• Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con 3 tipos diferentes: – Simplex– Half-Duplex – Full-Duplex.


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Medios de transmisión guiados

• Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro.


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Medios de transmisión no guiados

• Tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante radio transmisores y antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.


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Modos de Transmisión Simplex, Half Duplex y Full Duplex

• Simplex, este modo de transmisión permite que la información viaje en un solo sentido y de forma permanente.

• Half Duplex, en este modo de transmisión la información viaja en dos sentidos pero solo puede hacerlo en un sentido a la vez.

• Full Duplex, es el método de dos estaciones simultáneamente pueden enviar y recibir datos.


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Modos de Transmisión Simplex, Half Duplex y Full Duplex


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Medios Cableados

• De los medios de transmisión de red en general podemos hablar que se dividen en dos categorías distintas: 1. Cableados (Guidos).2. Inalámbricas (No Guidos).

• Los medios de comunicación por cable vienen en tres tipos principales: 1. Cable de Par Trenzado. 2. Cable Coaxial.3. Y Fibra Óptica.


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Materiales para la fabricación de cables

• Los materiales utilizados para la construcción de los medios de transmisión por cable incluyen:

• De metal (normalmente cobre), a los cables de cobre son muy usados en redes de área local y redes de área extensa (WAN) dado las buenas propiedades de conductividad de este material y su costo relativamente bajo.

• Cable óptica de vidrio o de plástico, estos cables se utilizan principalmente para las implementaciones de red a gran escala o en largas distancias.


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Cable de par trenzado

• Ahora y en el futuro previsible, cable de par trenzado es el medio de la red de preferencia.

• Es relativamente barato, fácil de trabajar, y bien adaptado a las necesidades de las red modernas.

• Hay dos tipos de cable de par trenzado: 1. par trenzado sin blindaje (UTP) y 2. par trenzado apantallado (STP).

• UTP es de lejos la aplicación más común de cable de par trenzado y se utiliza para los sistemas de telefonía como de las redes de datos.


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• STP, como su nombre indica, añade protección adicional dentro de la carcasa, por lo que hace frente a interferencias y atenuación mejor que regulares UTP.

• Debido a esta protección, las distancias de cable de STP puede ser mayor que para UTP, pero, por desgracia, el blindaje adicional también hace STP más costosa que la normal UTP.


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Por qué el trenzado?

• En la batalla en curso con las interferencias y atenuación que sufren las señales al propagarse por un medio, se descubrió que trenzar los hilos de un cable dado lugar a una mayor integridad de la señal.

• UTP es particularmente susceptible a la diafonía, y aumentar el número de entrelazados por centímetro en el alambre consigue una mayor resistencia frente a las interferencias.


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• Cuando dos alambres de un circuito eléctrico se colocan uno cerca del otro, los campos electromagnéticos externos crean la misma interferencia en cada alambre.

• Los pares se trenzan para mantener los alambres lo más cerca posible. Cuando esta interferencia común se encuentra en los alambres del par trenzado, el receptor los procesa de la misma manera pero en forma opuesta. Como resultado, las señales provocadas por la interferencia electromagnética desde fuentes externas se cancelan de manera efectiva.


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Cable UTP

• El cableado de par trenzado no blindado


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Cable UTP

• El cableado de par trenzado no blindado (UTP), como se utiliza en las LAN Ethernet.

• Consiste en cuatro pares de alambres codificados por color que han sido trenzados y cubiertos por un revestimiento de plástico flexible.

• Los códigos de color identifican los pares individuales con sus alambres y sirven de ayuda para la terminación de cables.


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Cable UTP


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• Existen varias categorías de cableado de par trenzado, las categorías iniciales son más comúnmente asociados con las transmisiones de voz.

• Las categorías se especifican en la EIA/TIA - Electronics Industries Association/Telecommunications Industries Association.

• EIA/TIA es una organización que se centra en el desarrollo de estándares para componentes electrónicos, la información electrónica, las telecomunicaciones y la seguridad en Internet.


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Categorías de Cable UTP

• Los cables se dividen en categorías según su capacidad para transportar datos a velocidades mayores.

• Categoría 1 – Cable UTP para transporte de voz telefónica. Debido a su sensibilidad a las interferencias y la atenuación y su capacidad de ancho de banda bajo, el cable UTP Categoría 1 no es práctico para las aplicaciones de red y se usa solo para transporte de voz.

• Categoría 2 – Capaz de transmitir datos a velocidades de 4 Mbps. El Cable Categoría 2 es demasiado lento para las redes, por lo cual no se usa para estas.


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• Categoría 3 – Este tipo de cable es capaz de transmitir datos a una velocidad de 10 Mbps. Hace años, la categoría 3 fue el cable ideal para redes, pero debido al aumento de velocidades de 100Mbps y mas este cable que en desuso.

• Categoría 4 – Este cable es capaz de transmitir datos a una velocidad de 16 Mbps. El cable Categoría 4 se utilizo con frecuencia en las redes de anillo de IBM. El cable Categoría 4 ya no se utiliza.


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• Categoría 5 – Este cable se utiliza normalmente con FastEthernet a 100 Mbps que operan con un rango de transmisión de 100 metros. A pesar de Categoría 5 es un popular tipo de medio, el cable es una norma obsoleta con las nuevas aplicaciones que usan el estándar 5e.

• Categoría 5e - Este cable utilizado en las redes que funcionan a 10/100 Mbps, incluso teóricamente especifica 1000Mbps dependiendo de la implementación. Este cable se usa para puntos de máximo 100 metros.


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• Categoría 6 - Es un cable UTP de alto rendimiento capaz de transmitir datos hasta 10 Gbps. Categoría 6 especifica las distancias de cable de hasta 100 metros con la transferencia de 10/100/1000 Mbps, y 10 Gbps en distancias más cortas.

• Categoría 6a – o Categoría 6 aumentada ofrece mejoras con respecto a la categoría 6, Se especifica las distancias de transmisión de hasta 100 metros y se utiliza con los estándares de redes de 10 Gbps.

• Categoría 7 – Estándar para redes Ethernet de 10 Gbps sobre 100 metros de cableado de cobre. La diferencia particular es el conector puede ser terminado tanto con un conector eléctrico GG-45,(GigaGate-45) (compatible con RJ-45) como con un conector TERA.


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Cable UTP

• El cableado UTP, con una terminación de conectores RJ-45, es un medio común basado en cobre para interconectar dispositivos de red, como computadoras, y dispositivos intermedios, como routers y switches de red.


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Normas T568A y T568B

• Las normas T568A y T568B son especificaciones que se usan para determinar la configuración de los pines a la hora de ponchar un cable UTP, esta se basa en el código de colores del cable UTP para ubicar los hilos dentro del conector RJ-45.


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Configuración de los cables UTP

• Según las diferentes situaciones, es posible que los cables UTP necesiten armarse según las diferentes convenciones para los cableados. Esto significa que los alambres individuales del cable deben conectarse en diferentes órdenes para distintos grupos de pins en los conectores RJ-45.


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• Cable Cruzado


Cable Cruzado

EIA/TIA 568B

EIA/TIA 568A

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Jack RJ-45


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Cable STP

• Otro tipo de cableado utilizado en las redes es el par trenzado blindado (STP).

• STP utiliza dos pares o cuatro pares de alambres que se envuelven en una malla de cobre tejida o una hoja metálica.

• El cable STP cubre todo el grupo de alambres dentro del cable al igual que los pares de alambres individuales. STP ofrece una mejor protección contra el ruido que el cableado UTP pero a un precio considerablemente superior.


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Cable STP


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Cable STP


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Cable FTP

• El cable FTP es un cable intermedio entre el UTP y el STP, es un cable con una apantallado en papel aluminio que protege todos los pares de hilos, es un cable mas robusto a las interferencias electromagnéticas pero no es tan costoso como un cable STP.


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Cable Coaxial

• El cable coaxial consiste en un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible.

• Sobre este material aislante hay una malla de cobre tejida o una hoja metálica que actúa como segundo alambre del circuito y como blindaje para el conductor interno. La segunda capa o blindaje reduce la cantidad de interferencia electromagnética externa. La envoltura del cable recubre el blindaje.


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Cable Coaxial

• Todos los elementos del cable coaxial rodean el conductor central. Esta construcción se denomina ya que todos comparten el mismo eje.


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Conectores Cable Coaxial

• Conector BNC• Conector tipo n

• Conector tipo f


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Usos del Cable Coaxial

• El diseño del cable coaxial ha sido adaptado para diferentes necesidades. El coaxial es un tipo de cable importante que se utiliza en tecnologías de acceso inalámbrico o por cable. Estos cables se utilizan para colocar antenas en los dispositivos inalámbricos. También transportan energía de radiofrecuencia (RF) entre las antenas y el equipo de radio.


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• Es el medio de uso más frecuente para transportar señales elevadas de radiofrecuencia mediante cableado, especialmente señales de televisión por cable. La televisión por cable tradicional, con transmisión exclusiva en una dirección, estaba totalmente compuesta por cable coaxial.


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• Acceso de ultimo kilometro para conexión de internet a través de redes hibridas de fibra óptica y cable coaxial, conocidas como Redes HFC.


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Peligros del Cobre

• Peligro por electricidad, uno de los posibles problemas de los medios de cobre es que los alambres de cobre pueden conducir la electricidad de manera no deseada. Debido a este problema, el personal y el equipo podrían estar sujetos a diferentes peligros por electricidad.

• Como consecuencia, las corrientes y los voltajes no deseados pueden generar un daño a los dispositivos de red y a las computadoras conectadas o bien provocar lesiones al personal.


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Peligros del Cobre

• Peligros de incendio, el revestimiento y aislamiento de los cables pueden ser inflamables o producir emanaciones tóxicas cuando se calientan o se queman. Las organizaciones o autoridades edilicias pueden estipular estándares de seguridad relacionados para las instalaciones de hardware y cableado.

• Para prevenir situaciones potencialmente peligrosas y perjudiciales, es importante instalar correctamente el cableado de cobre según las especificaciones relevantes y los códigos de edificación.


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Seguridad sobre los medios de cobre


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Seguridad sobre los medios de cobre


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Fibra Óptica

• El cableado de fibra óptica utiliza fibras de plástico o de vidrio para guiar los impulsos de luz desde el origen hacia el destino. Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz.

• El cableado de fibra óptica puede generar velocidades muy superiores de ancho de banda para transmitir datos sin procesar.


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Fibra Óptica


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Fibra Óptica

• Teniendo en cuenta que las fibras utilizadas en los medios de fibra óptica no son conductores eléctricos, este medio es inmune a la interferencia electromagnética y no conduce corriente eléctrica no deseada cuando existe un problema de conexión a tierra.


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Fibra Óptica

• Las fibras ópticas pueden utilizarse en longitudes mucho mayores que los medios de cobre sin la necesidad de regenerar la señal, ya que son finas y tienen una pérdida de señal relativamente baja.

• Algunas especificaciones de la capa física de fibra óptica admiten longitudes que pueden alcanzar varios kilómetros.


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Fibra Óptica: Monomodo y Multimodo


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Conectores de Fibra


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Medios Inalámbricos

• Los medios inalámbricos transportan señales electromagnéticas mediante frecuencias de microondas y radiofrecuencias que representan los dígitos binarios de las comunicaciones de datos.

• Como medio de red, el sistema inalámbrico no se limita a conductores o canaletas, como en el caso de los medios de fibra o de cobre.


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Medios Inalámbricos

• Las tecnologías inalámbricas de comunicación de datos funcionan bien en entornos abiertos. Sin embargo, existen determinados materiales de construcción utilizados en edificios y estructuras, además del terreno local, que limitan la cobertura efectiva.

• El medio inalámbrico también es susceptible a la interferencia y puede distorsionarse por dispositivos comunes como teléfonos inalámbricos domésticos, algunos tipos de luces fluorescentes, hornos microondas y otras comunicaciones inalámbricas.


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Medios Inalámbricos: Tipos de Redes


56

Medios Inalámbricos: LAN Inalámbrica

• LAN Inalámbrica o WLAN


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Consideraciones generales de los medios


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Ancho de Banda

• La capacidad que posee un medio de transportar datos se describe como el ancho de banda de los datos sin procesar de los medios. El ancho de banda digital mide la cantidad de información que puede fluir desde un lugar hacia otro en un período de tiempo determinado. El ancho de banda generalmente se mide en kilobits por segundo (kbps) o megabits por segundo (Mbps).


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Capacidad de transferencia útil

• La capacidad de transferencia útil es la medida de datos utilizables transferidos durante un período de tiempo determinado. Por lo tanto, es la medida de mayor interés para los usuarios de la red.


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Baseband

• La señales en banda base no se modulan tal cual se general la señal digital esta es transmitida por el medio.

• La señal digital que se utiliza en la transmisión de banda base ocupa todo el ancho de banda de la red de medios de comunicación para transmitir una señal de datos.

• La comunicación banda base es bidireccional, permite a los ordenadores enviar y recibir datos a través de un único cable. Sin embargo, el envío y la recepción no puede ocurrir en el mismo cable al mismo tiempo.


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Broadband

• Las señales en banda ancha a diferencia de las señales en banda base si se modulan, se transmite la señal digital modulada sobre una señal analógica.

• A diferencia de las señales en banda base, las señales en banda ancha se modulan en canales de frecuencia diferentes lo que permite transmisiones full dúplex sobre el mismo medio, es decir recibir transmitir al mismo tiempo.


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Interferencia Electromagnética

• Como una señal de datos viaja a través de un medio específico, que podría ser sometido a un tipo de interferencia conocida como la interferencia electromagnética (EMI).

• Las fuentes comunes de EMI incluyen monitores de computadoras y accesorios de iluminación fluorescente, básicamente, cualquier cosa que crea un campo electromagnético.

• Los medios de cobre son propensos a EMI, mientras que los medios de comunicación de fibra óptica con una transmisión de luz no sufre de interferencias electromagnéticas.


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Atenuación

• La atenuación es la perdida de potencia sufrida por una señal al ser transmitida.

• La atenuación se expresa en decibeles, y puede estar dada por la diferencia entre la potencia de llegada frente a la potencia de transmisión. Esta también se puede presentar en relación de voltajes.


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Tarea

• Consultar las especificaciones técnicas de los siguientes estándares y realizar un documento donde los describa con detalle.– IEEE 802.15.1– IEEE 802.15.4

• Realizar un informe que explique que son las codificaciones de línea y describa las mas importantes.


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Preguntas!

• Dudas a [email protected]


mailto:[email protected]

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Bibliografía en Español

• Currículo de Cisco CCNA versión 3.1• Currículo de Cisco CCNA Exploration versión 4.0• Andrew Tanenbaum. (2003). Redes De Computadoras -

Cuarta Edición. Editorial Pearson.• James F. Kurose y Keith W. Ross. Redes de Computadores: Un

Enfoque descendente basado en Internet - Segunda Edición. Editorial Pearson.

• Pat Eyler. (2001). Redes Linux con TCP/IP - Primera Edición. Editorial Prentice Hall.

• Behrouz A. Forouzan. (2002). Transmisión de Datos y Redes de Comunicaciones - Segunda Edición - Editorial McGraw Hill.


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Bibliografía en Ingles

• Al Anderson & Ryan Benedetii. (2009). Head Firs Networking. Editorial O'Reilly

• Bruce Hartpence. (2011). Packet Guide to Core Network Protocols - Primera Edicón. Editorial O'Reilly

• Craig Hunt. (2002). TCP/IP Network Administration - Tercera Edición, Editorial O'Reilly

• Gary A. Donabue. (2011). Network Warrior - Segunda Edición. Editorail O'Reilly

• Joe Casad. (2009). Sams Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours - Cuerta Edición, Editorial SAMS.

• Mike Harwood. (2011). Cert Guide CompTIA Network+ N10-004. Editorial Pearson

• Silviu Angelescu. (2010). CCNA Certification All in One for dummies. Editorial Wiley


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• IIjitscb van Beijnum. (2002). BGP - Primera Edición. Editorial O'Reilly.• Jianguo Ding. (2010). Advances in Network Management - Primera

Edición. Editorial CRC.• Priscilla Oppenheimer. (2010). Top Down Network Design - Tercera

Edición. Editorial Cisco Press.• S.S. Shinde. (2009). Computer Network - Primera Edición. Editorial

New Age Publishers.• Todd Lammle. (2007). CCNA: Cisco Certified Network Asocciante

Study Guide - Sexta Edición. Editorial Wiley.


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Gracias


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