PDF de programación - Capítulo 5: Capa 1 - Medios, conexiones y colisiones

Capítulo 5: Capa 1 - Medios, conexiones y colisiones

Esquema:


Descripción general del capítulo


5.1 Medios LAN más comunes

STP
UTP
Cable coaxial
Fibra óptica
Comunicación inalámbrica

5.4 Componentes y dispositivos de Capa 1

Ethernet 10Base-T
Conectores
Cableado
Jacks
Paneles de conexión
Transceivers
Repetidores
Repetidores multipuerto (hubs)
Componentes y dispositivos de Capa 1 del modelo OSI

5.2 Especificaciones y terminaciones de cable

Propósito de las especificaciones de los medios LAN
Normas TIA/EIA
Explicación de los detalles de los estándares TIA/EIA-568-A
Medios para networking y terminaciones

5.3 Fabricación y prueba de un cable

Prueba de cables de conexión Ethernet 10Base-T con un analizador de
cables
Fabricación y prueba de un cable de conexión directa (straight-through)
Ethernet 10BASE-T
Fabricación y prueba de un cable de conexión de consola Ethernet
10BASE-T
Fabricación y prueba de un cable de interconexión cruzada (crossover)
Ethernet 10BASE-T
Funciones de un analizador de cables avanzado
Experimentos de identificación de cables utilizando un analizador de cables
avanzado
Experimentos de longitud utilizando un analizador de cables avanzado

5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5


5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4


5.3.1

5.3.2

5.3.3

5.3.4

5.3.5
5.3.6

5.3.7


5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
5.4.6
5.4.7
5.4.8
5.4.9





Descripción general
Al igual que una casa bien construida, una red debe edificarse sobre cimientos
sólidos. En el modelo de referencia OSI, esta base es la Capa 1 o capa física. Los
términos utilizados en este capítulo describen cómo las funciones de red se
relacionan con la Capa 1 del modelo de referencia OSI. La capa física es la capa que
define las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales
para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales.

En este capítulo, aprenderá acerca de las funciones de red que tienen lugar en la
capa física del modelo OSI. Aprenderá acerca de los diferentes tipos de medios para
networking que se usan en la capa física, incluyendo el cable de par trenzado
blindado, el cable de par trenzado no blindado, el cable coaxial y el cable de fibra
óptica. Además, aprenderá cómo los dispositivos de red, especificaciones de cables,
topologías de red, colisiones y dominios de colisión pueden ayudar a determinar
cosas tales como la cantidad de datos que pueden viajar a través de la red y a qué
elocidad
v


5.1 Medios LAN más comunes
5.1.1 STP


Figura 1

Figura 2

El cable de par trenzado blindado (STP) combina las técnicas de blindaje, cancelación y trenzado
. Cada par de hilos está envuelto en un papel metálico. Los 4 pares de hilos están
de cables
envueltos a su vez en una trenza o papel metálico. Generalmente es un cable de 150 ohmios. Tal
como se especifica en las instalaciones de redes Ethernet, el STP reduce el ruido eléctrico, tanto
dentro del cable (acoplamiento par a par o diafonía) como fuera del cable (interferencia
electromagnética [EMI] e interferencia de radiofrecuencia [RFI]). El cable de par trenzado blindado
comparte muchas de las ventajas y desventajas del cable de par trenzado no blindado (UTP). El
cable STP brinda mayor protección ante toda clase de interferencias externas, pero es más caro y
es de instalación más difícil que el UTP.

Un nuevo híbrido de UTP con STP tradicional se denomina UTP blindado (ScTP), conocido
. ScTP consiste, básicamente, en cable
también como par trenzado de papel metálico (FTP)
UTP envuelto en un blindaje de papel metálico. Generalmente el cable es de 100 ó 120 ohmios.

Los materiales metálicos de blindaje utilizados en STP y ScTP deben estar conectados a tierra en

ambos extremos. Si no están debidamente conectados a tierra (o si existe cualquier discontinuidad
en toda la extensión del material de blindaje, debido, por ejemplo, a una terminación o instalación
inadecuadas), el STP y el ScTP se vuelven susceptibles a problemas de ruido, ya que permiten
que el blindaje funcione como una antena que recibe señales no deseadas. Sin embargo, este
efecto funciona en ambos sentidos. El papel metálico (blindaje) no sólo impide que las ondas
electromagnéticas entrantes produzcan ruido en los cables de datos, sino que mantiene en un
mínimo la radiación de ondas electromagnéticas salientes, que de otra manera pueden producir
ruido en otros dispositivos. Los cables STP y ScTP no pueden tenderse sobre distancias tan largas
como las de otros medios para networking (tales como cable coaxial y fibra óptica) sin que se
repita la señal. El uso de aislamiento y blindaje adicionales aumenta de manera considerable el
tamaño, peso y costo del cable. Además, los materiales de blindaje hacen que las terminaciones
sean más difíciles y aumentan la probabilidad de que se produzcan defectos de mano de obra. Sin
e
mbargo, el STP y el ScTP todavía desempeñan un papel importante, especialmente en Europa.

5.1



Medios LAN más comunes
5.1.2 UTP



El cable de par trenzado no blindado (UTP) es un medio compuesto por cuatro pares de hilos,
que se usa en diversos tipos de redes. Cada uno de los 8 hilos de cobre individuales del cable
UTP está revestido de un material aislador. Además, cada par de hilos está trenzado. Este tipo
de cable se basa sólo en el efecto de cancelación que producen los pares trenzados de hilos
para limitar la degradación de la señal que causan la EMI y la RFI. Para reducir aún más la
diafonía entre los pares en el cable UTP, la cantidad de trenzados en los pares de hilos varía. Al
igual que el cable STP, el cable UTP debe seguir especificaciones precisas con respecto a
cuanto trenzado se permite por unidad de longitud del cable.

Cuando se usa como medio de networking, el cable UTP tiene cuatro pares de hilos de cobre de
calibre 22 ó 24. El UTP que se usa como medio de networking tiene una impedancia de 100
ohmios. Esto lo diferencia de los otros tipos de cables de par trenzado como, por ejemplo, los
que se utilizan para el cableado telefónico. El hecho de que el cable UTP tiene un diámetro
externo pequeño (aproximadamente 0,43 cm), puede ser ventajoso durante la instalación. Como
el UTP se puede usar con la mayoría de las principales arquitecturas de networking, su
popularidad va en aumento.

El cable de par trenzado no blindado presenta muchas ventajas. Es de fácil instalación y es más
económico que los demás tipos de medios para networking. De hecho, el cable UTP cuesta
menos por metro que cualquier otro tipo de cableado de LAN,
sin embargo, la ventaja real es
su tamaño. Debido a que su diámetro externo es tan pequeño, el cable UTP no llena los
conductos para el cableado tan rápidamente como sucede con otros tipos de cables. Este puede
ser un factor sumamente importante para tener en cuenta, en especial si se está instalando una

red en un edificio antiguo. Además, si se está instalando el cable UTP con un conector RJ, las
fuentes potenciales de ruido de la red se reducen enormemente y prácticamente se garantiza
una conexión sólida y de buena calidad.

El cableado de par trenzado presenta ciertas desventajas. El cable UTP es más susceptible al
ruido eléctrico y a la interferencia que otros tipos de medios para networking y la distancia que
puede abarcar la señal sin el uso de repetidores es menos para UTP que para los cables
coaxiales y de fibra óptica.

En una época el cable UTP era considerado más lento para transmitir datos que otros tipos de
cables. Sin embargo, hoy en día ya no es así. De hecho, en la actualidad, se considera que el
able UTP es el más rápido entre los medios basados en cobre.
c



5.1 Medios LAN más comunes
5.1.3 Cable coaxial



El cable coaxial está compuesto por dos elementos conductores. Uno de estos elementos
(ubicado en el centro del cable) es un conductor de cobre, el cual está rodeado por una capa de
aislamiento flexible. Sobre este material aislador hay una malla de cobre tejida o una hoja
metálica que actúa como segundo alambre del circuito, y como blindaje del conductor interno.
Esta segunda capa, o blindaje, ayuda a reducir la cantidad de interferencia externa. Este blindaje
está recubierto por la envoltura del cable.

Cable coaxial

Para las LAN, el cable coaxial ofrece varias ventajas. Se pueden realizar tendidos entre nodos de
red a mayores distancias que con los cables STP o UTP, sin que sea necesario utilizar tantos
repetidores. Los repetidores reamplifican las señales de la red de modo que puedan abarcar
mayores distancias. El cable coaxial es más económico que el cable de fibra óptica y la tecnología
es sumamente conocida. Se ha usado durante muchos años para todo tipo de comunicaciones de
datos. ¿Se le ocurre algún otro tipo de comunicación que utilice cable coaxial?

Al trabajar con cables, es importante tener en cuenta su tamaño. A medida que aumenta el
grosor, o diámetro, del cable, resulta más difícil trabajar con él. Debe tener en cuenta que el cable
debe pasar por conductos y cajas existentes cuyo tamaño es limitado. El cable coaxial viene en
distintos tamaños. El cable de mayor diámetro se especificó para su uso como cable de backbone
de Ethernet porque históricamente siempre poseyó mejores características de longitud de
transmisión y limitación del ruido. Este tipo de cable coaxial frecuentemente se denomina thicknet
o red gruesa. Como su apodo lo indica, debido a su diámetro, este tip