Hoy en día, el medio de transmisión básico en los Sistemas de cableado estructurado (SCS) es el cable de par trenzado con los conductores de cobre desnudo. Este tipo de cable es reconocido por su amplia gama de construcciones, precio relativamente bajo y simplicidad de instalación. Hay una clasificación especial de cables, que facilita la elección correcta de los trabajos de cableado de redes . Además, esta clasificación también puede explicarnos qué etapas de desarrollo del cable ocurrieron para convertirse en ese mismo cable que se usa hoy en día en todas las redes.
Un pequeño viaje histórico
En 1876, Alexander Graham Bell , un inventor nacido en Escocia de EE. UU., patentó la forma y el dispositivo para transmitir voz y otros sonidos a través del telégrafo con el uso de ondas eléctricas. Hoy lo llamamos teléfono. No hace falta decir que este dispositivo está muy extendido entre todos los sectores de la sociedad y es realmente difícil imaginar nuestras vidas sin él.
Inicialmente, las líneas telefónicas fueron sometidas a fuertes interferencias debido al campo electromagnético emitido por las líneas de tranvía. Como resultado, los expertos comenzaron a desarrollar las formas de protección de las redes de alto voltaje. El primer paso en este desafío fue la transposición de cables. Este principio se basa en el intercambio de la posición de los cables una vez cada varios polos. Esto representó una implementación temprana de la torsión, que resultó en un resultado positivo.
Solo en los Estados Unidos, se instalaron alrededor de 1,5 millones de teléfonos. Como resultado, fue necesario tender una gran cantidad de cable y mejorar su construcción (la conexión telefónica no era de alta calidad). En 1881, Alexander Bell inventó el «par trenzado», el cable, que inicialmente estaba destinado a las redes telefónicas. Dicho cable estaba hecho de uno o más pares de conductores aislados trenzados entre sí. El par (o pares) se cubrió con una cubierta externa general para proteger los cables de los impactos físicos y naturales.
En el curso del desarrollo de las telecomunicaciones por cable, el cable de par trenzado también evolucionó y hoy es una parte integral de SCS.
¿Qué es el cable de par trenzado?
Antes de hablar sobre la clasificación de par trenzado, vale la pena averiguar qué constituye un cable de par trenzado.
El par trenzado es el cable, que consiste en uno o varios pares de conductores de cobre aislados por un compuesto polimérico dieléctrico y retorcidos entre sí. Los conductores trenzados tienen una velocidad de giro constante. Al menos para cables que contienen un pequeño número de pares, las velocidades de torsión deben diferir para ocultar la diafonía entre pares. En otras palabras, se usa una velocidad de giro diferente para cada par para minimizar el impacto negativo entre pares.
Par trenzado: elementos básicos
Actualmente, existen numerosas construcciones de cables que combinan elementos básicos de un tipo u otro. Vale la pena mencionar que no todos los elementos mencionados a continuación son obligatorios para el cable de par trenzado. Por ejemplo, el cable de drenaje o el blindaje no se incluyen en cada construcción de par trenzado, pero son necesarios solo para cables blindados (F / UTP, F / FTP, etc.)
- Los cables de cobre están hechos de cobre eléctrico desnudo. Hay dos tipos de conductores: sólidos y trenzados. Describámoslos con más detalle.
El conductor sólido se usa generalmente en líneas permanentes y cableado de red troncal con el uso de IDC (conector de desplazamiento de aislamiento). Esto se debe al hecho de que el conductor sólido no es adecuado para flexiones y curvas regulares. Pero vale la pena mencionar que dicho cable ofrece un mejor rendimiento de transmisión a larga distancia en comparación con el conductor trenzado. Además, los hilos de cable simples y gruesos son bastante resistentes a las amenazas y muy fáciles de producir.
El conductor trenzado está hecho de varios cables más pequeños entrelazados. Los cables trenzados son resistentes a los impactos físicos regulares, como las curvas de flexión. Pero a diferencia del cable sólido, el cable trenzado tiene una mayor atenuación (reducción de señal), por eso la distancia máxima de enlace es limitada. Los cables trenzados se usan con mayor frecuencia en la producción de cables de conexión. Los cables de conexión generalmente interconectan equipos activos y paneles de conexión o salida de telecomunicaciones y estación de trabajo.
- El aislamiento protege a los conductores de la corrosión y los aísla entre sí. El material más extendido utilizado para el aislamiento es el polietileno de alta densidad (HDPE). El polietileno de espuma (FPE) generalmente se aplica para las categorías 6A y superiores. El aislamiento de teflón se utiliza para un rango de temperatura de operación alto.
- El par de conductores es la parte básica del cable balanceado. Está formado por dos conductores aislados trenzados entre sí. Para reducir la diafonía entre pares adyacentes, la velocidad de torsión debe diferir para cada par.
- El separador está destinado a la separación física de pares en caso de que los pares no tengan blindaje individual. El separador se usa básicamente en cables Cat.6 y Cat.6A.
- El cable de drenaje es el elemento de conexión a tierra, permanece en contacto con el lado metálico de la cinta de protección, proporcionando así integridad en caso de roturas en la cinta de protección. Además, protege eficazmente contra interferencias externas.
- El cable de corte corta la cubierta para exponer los cables del cable, evitando así el riesgo de cortar cualquiera de los cables en el interior. Solo tire de él y cortará la chaqueta.
- La película de poliéster se utiliza para una protección adicional del aislamiento de los pares, así como para separar los pares y la lámina protectora.
- El blindaje general de papel de aluminio reduce el ruido inducido externo, que afecta el cable. El papel de aluminio es el tipo básico de blindaje.
- El blindaje individual de cada par se usa para proteger contra el ruido externo, así como también reduce la conversación cruzada entre pares dentro de un cable.
- El trenzado de cobre estañado proporciona una mejor protección adicional contra interferencias, así como un fuerte efecto físico. Además, sirve como cable de drenaje.
- La cubierta externa protege los elementos internos del cable de los efectos ambientales como la baja temperatura, la humedad, los rayos UV y los impactos físicos.
El material de revestimiento exterior más comúnmente utilizado para el cableado interior es LSZH (bajo nivel de humo y cero halógeno) y PVC (cloruro de polivinilo). El material LSZH no mantiene la combustión y no emite halógenos dañinos, es ideal para colocar en bultos y en áreas con mucha gente. El PVC se utiliza básicamente para la instalación de un solo cable dentro de edificios e instalaciones.
La cubierta exterior de PE (polietileno) se utiliza para el cableado exterior. Resultó del hecho de que el material PE tiene una excelente resistencia a los rayos UV, al frío y al medio ambiente. Pero, por otro lado, este material mantiene la combustión incluso en la instalación de un solo cable, por eso está estrictamente prohibido tender el cable con una cubierta de PE dentro de los edificios e instalaciones.
No se debe olvidar también que hay chaquetas de propósito especial, como las chaquetas resistentes al fuego (FR – PVC, FR – LSZH), que permanecen funcionales durante el fuego, y las chaquetas universales (UV – LSZH, UV – PVC), que se pueden usar tanto en interior como en exterior.
Tipos de par trenzado
Como se mencionó anteriormente, la división básica del cable de par trenzado es soluciones blindadas y no blindadas. La solución blindada, a su vez, también tiene varios tipos.
De acuerdo con la norma internacional ISO / IEC 11801, se debe usar una letra de código especial para designar uno u otro par trenzado tipo. Hablemos de cada tipo de par trenzado más a fondo:
- U / UTP : el código de la letra habla por sí mismo, este es un par trenzado sin blindaje. Independientemente del hecho de que dicho cable no tiene blindaje, es ampliamente utilizado gracias a su flexibilidad, bajo precio y facilidad de instalación. Esta es la construcción más popular en la mayoría de los países. De hecho a veces es lo mismo decir cable utp o par trenzado.
- F / UTP es el cable con blindaje exterior general hecho de papel de aluminio, que es la protección básica contra ruidos externos.
- SF / UTP : el blindaje de este cable consta de dos capas, la capa interna está hecha de papel de aluminio y la segunda (exterior) está hecha de trenzado de cobre estañado.
- U / FTP : esta construcción de cable denota que cada par tiene su propio blindaje individual sin uno general. Además de la interferencia externa externa, esta forma de blindaje también evita que el cable se cruce entre pares. Dicha solución generalmente se aplica en Cat.6 y superior.
- F / FTP : este cable tiene blindaje general y blindaje individual para cada par de papel de aluminio. Tal doble blindaje proporciona la máxima protección contra interferencias.
- S / FTP : cable con blindaje individual de cada par de papel de aluminio y blindaje general de trenzado de cobre estañado. Dicha construcción combina todas las ventajas de ambos tipos blindados y proporciona una excelente protección en todas las frecuencias. Se aplica en las categorías 6A, 7, 7A y 8. Además, dicho blindaje es útil en caso de que el cable de par trenzado se coloque cerca del cable de alimentación.
Ventajas y deventajas del cable de par trenzado sin blidaje o UTP
Ventajas
- Estos cables son rentables y fáciles de instalar debido a su tamaño compacto.
- Generalmente se utilizan para la transmisión de voz y datos a corta distancia.
- Es menos costoso en comparación con otros tipos de cables.
Desventajas
- La conexión establecida mediante UTP no es segura.
- Son eficientes solo para una distancia de hasta 100 metros y deben instalarse en piezas de hasta 100 metros.
- Estos cables tienen un ancho de banda limitado.
Ventajas y Desventajas del cable de par trenzado blindado o STP
Ventajas
- Generalmente se utilizan para la comunicación y transmisión a larga distancia y se instalan bajo tierra.
- El escudo protector evita la penetración de ruido electromagnético externo en el cable.
- Tienen un mayor ancho de banda en comparación con UTP.
Desventajas
- Estos cables son muy caros.
- Requieren mucho mantenimiento lo que aumenta más el costo.
- Estos solo se pueden instalar bajo tierra.
- La longitud del segmento es similar a UTP para estos cables.
Aplicaciones de los cables de par trenzado
- Los cables de par trenzado se utilizan en líneas telefónicas para proporcionar canales de datos y voz.
- Las líneas DSL hacen uso de estos cables.
- Las redes de área local (LAN) también utilizan cables de par trenzado.
- Se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital.
- RJ-45 es una aplicación muy común de cables de par trenzado.
Clases y categorías de cable de par trenzado
El ancho de banda máximo es la característica básica, que divide el cable de par trenzado en Categorías / Clases. Hoy existen dos estándares principales, que estipulan la división de Categorías / Clases de par trenzado, estos son el Estándar Internacional ISO 11801 y el Estándar Americano TIA-EIA-568B.
De acuerdo con ISO 11801, existen las siguientes clases: clase A, clase B, clase C, clase D, clase E, clase EA, clase F y clase FA. La clase más alta, la mejor tasa de transmisión. También vale la pena mencionar que el cable de clase superior admite el rendimiento de clase baja, pero no al revés.
No existe el término «Clase» en el estándar estadounidense TIA-EIA-568B, en lugar de esa categoría se utiliza para la división del cable de par trenzado. American Standard utiliza el siguiente código de letras: «Cat.X», donde X es el dígito del 1 al 8.
Algunas de las categorías / clases están desactualizadas y ya no se usan ampliamente. Por lo tanto, consideraremos solo las Categorías / Clases de par trenzado actualizadas más a fondo:
Clases de par trenzado
Clase I (ancho de banda máx. 2000 MHz)
Clase II (ancho de banda máx. 2000 MHz)
Categorías de Par Trenzado
| Cat.3 Clase C (ancho de banda máx. 16 MHz) | Es un cable sin blindaje utilizado para la transmisión telefónica y de datos con 10BASE-T. La velocidad de datos es de 10 Mbit / s, pero con el uso de la aplicación 100BASE-T4 compatible, la velocidad puede ser de hasta 100 Mbit / s en cuatro pares. Actualmente, los cables Cat.3 se utilizan principalmente para líneas telefónicas |
| Cat.5(ancho de banda máx. 100 MHz) | Es un cable sin blindaje utilizado para redes locales con aplicaciones 100BASE-TX y 100BASE-T. La velocidad máxima de datos es de hasta 100 Mbit / s con el uso de un cable de dos pares. Esta categoría se aplica en cableado troncal y líneas telefónicas |
| Cat.5e Clase D (ancho de banda máx. 100 MHz) | Es a la vez cable blindado y no blindado. Cat.5e es una especificación mejorada de Cat.5. La velocidad de datos es de hasta 1000 Mbit / s con la aplicación 1000BASE-T. A diferencia de los cables anteriores, esta categoría solo requiere una construcción de cuatro pares. Actualmente es la categoría más popular en la mayoría de los países, ampliamente utilizada para redes locales y video vigilancia |
| Cat.6 Clase E (ancho de banda máx. 250 MHz) | Se aplica en aplicaciones Fast Ethernet y 10 Gigabit Ethernet. La velocidad máxima de datos es de hasta 10 Gbit / s con requisitos de prueba obligatorios para cables sin blindaje y distancias superiores a 55 m |
| Cat. 6A Clase Ea (ancho de banda máx. 500 MHz) | Se aplica en 10 Gigabit Ethernet con máx. velocidad de datos de 10 Gbit / s con una distancia de 100 m |
| Cat.7 Clase F (ancho de banda máx. 600 MHz) | Se utiliza para aplicaciones de 10 Gigabit Ethernet con máx. velocidad de datos de 10 Gbit / s. También admite la transmisión con aplicaciones POTS / CATV / 1000BASE-TS en una sola vez a través de un solo cable. Dicho cable representa solo construcciones F / FTP y S / FTP. La categoría 7 no está reconocida en TIA / EIA |
| Cat. 7A Clase Fa (ancho de banda máx. 1000 MHz) | Se utiliza para 10 Gigabit Ethernet. También admite la transmisión con aplicaciones POTS / CATV / 1000BASE-TS en una sola vez a través de un solo cable. Ethernet de 40 Gigabits con máx. La velocidad de datos de hasta 40 Gbit / s puede ser posible con una distancia de hasta 50 m, pero no está especificado por el estándar. La categoría 7A no está reconocida en TIA / EIA. Requiere conectores TERA o GG45 |
| Cat.8.1 | Diseño de cable mínimo U / FTP o F / UTP, totalmente compatible con versiones anteriores e interoperable con Clase EA (Categoría 6A) utilizando conectores 8P8C |
| Cat.8.2 | F / FTP o S / FTP mínimo, interoperable con Clase FA (Categoría 7A) utilizando conectores TERA o GG45 |
Ambos cables de Categoría 8 están diseñados para centros de datos con distancias cortas entre conmutadores y servidores y no están destinados al cableado general. La velocidad de datos es de hasta 40 Gbit / s con la aplicación 40GBASE-T en longitudes de 30-36 metros.
En conclusión, nos gustaría agregar que ese cable de par trenzado será relevante y demandado por un tiempo considerable a pesar del hecho de que la tecnología de transmisión de datos evoluciona rápidamente día a día y establece requisitos cada vez más estrictos para los enlaces de cable. En los últimos años, el rendimiento del cable de par trenzado aumentó varias veces.
Hoy la industria ya está en el proceso de desarrollo de cable de par trenzado, que sería capaz de transmitir datos a una velocidad de 100 Gbit / s.
