¿Cuáles son los diferentes tipos de cables de red?

La selección de cables es una parte crucial del diseño de la red. La velocidad de datos requerida, el costo y la distancia dictan la gama de opciones para cada conexión. Algunas conexiones requieren una opción de cable obvia. Pero otros pueden elegir entre una variedad de selecciones posibles.

Los servicios de red, como el uso compartido de archivos, el acceso a Internet, la impresión y el correo electrónico, se entregan a los usuarios finales a través de la infraestructura de red. Esa infraestructura generalmente incluye conmutadores, enrutadores y, como base de todo, cableado de red, uno de los componentes más antiguos y esenciales de la arquitectura de red.

Un historial rápido de cables de red

La comunicación digital no es exactamente una idea nueva. En 1844, Samuel Morse envió un mensaje a 37 millas using de Washington, D. C., a Baltimore using usando su invento, el telégrafo. Esto puede parecer muy lejos de las redes informáticas actuales, pero los principios son los mismos.

El código Morse es un tipo de sistema binario que utiliza puntos y guiones en diferentes secuencias para representar letras y números. Las redes de datos modernas utilizan unos y ceros para lograr el mismo resultado.

La gran diferencia entre ahora y entonces es la velocidad a la que se transmiten los datos. Los operadores de telégrafos de mediados del siglo XIX podían transmitir quizás cuatro o cinco puntos y guiones por segundo. Las computadoras ahora pueden comunicarse a velocidades de hasta 100 Gbps, o, dicho de otra manera, 100.000.000.000 de unos y ceros por segundo.

Aunque el telégrafo y el teletipo fueron los precursores de las comunicaciones de datos, las computadoras avanzaron con velocidades cada vez mayores. Ese avance impulsó el desarrollo de equipos de red más rápidos. En el proceso, se requerían cables de mayor especificación y hardware de conexión.

Repasemos los principales tipos de cableado de red y las diferentes opciones disponibles con esos cables.

Cable coaxial

El cable coaxial, o coaxial, es una opción para el cableado de red. Un núcleo conductor interno está rodeado por una capa protectora conductora. Esta capa de protección está rodeada por una capa protectora exterior.

El núcleo que transporta las señales es cobre sólido, cable de acero blindado con cobre o cobre trenzado. El núcleo y los escudos conductores funcionan en modo diferencial para evitar tanto la emisión de interferencias electromagnéticas como la intrusión de interferencias externas.

Coax tiene una larga historia. A mediados del siglo XIX, se utilizó para cableado submarino. Hoy en día, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen banda ancha residencial, líneas telefónicas y conexiones a emisoras de radio y televisión.

Dentro de los centros de datos, el coaxial se utiliza a menudo para conexiones de canal de fibra entre servidores y unidades de disco. Su resistencia al ruido eléctrico lo hace valioso en entornos ruidosos, como instalaciones industriales.

Desarrollo de Ethernet

El primer cableado coaxial estándar Ethernet utilizado. Ethernet fue desarrollado a mediados de la década de 1970 por Robert Metcalfe y David Boggs en el Centro de Investigación de Palo Alto de Xerox en California. En 1979, Digital Equipment Corp. e Intel unieron fuerzas con Xerox para estandarizar el sistema Ethernet. La primera especificación de las tres compañías, llamada Ethernet Blue Book, fue lanzada en 1980. También era conocido como el estándar DIX, por las iniciales de las compañías.

Ese estándar requería velocidades de hasta 10 Mbps 1 10 Mbps equivale a 10 millones de ones y ceros por segundo. El estándar Ethernet se basaba en un gran cable troncal coaxial que corría por todo el edificio, con cables coaxiales más pequeños que se desconectaban a intervalos de 2,5 metros (m) para conectarse a las estaciones de trabajo. El coaxial más grande, que generalmente era amarillo, se conoció como Ethernet grueso, o 10Base-5.

A continuación se muestra un desglose del término 10Base-5:

• 10 se refiere a la velocidad 1 10 Mbps.
• Base se refiere al sistema de banda base. La banda base utiliza todo su ancho de banda para cada transmisión. En contraste, la banda ancha divide el ancho de banda en canales separados para usarlos simultáneamente.
• 5 se refiere a la longitud máxima del cable del sistema , en este caso, 500 m.

En 1983, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) lanzó el estándar Ethernet oficial. Se llamaba IEEE 802.3, después del nombre del grupo de trabajo responsable de su desarrollo.

La versión 2, IEEE 802.3 a, fue lanzada en 1985. Esta segunda versión se conoce comúnmente como Ethernet delgada, o 10Base-2. En esta versión, la longitud máxima es de 185 m, a pesar de que el 2 sugiere que debería ser de 200 m. Desde 1985, se han introducido varios estándares Ethernet.

Cable Twinax

El cable Twinax es similar al coaxial, pero en lugar de un solo núcleo, el núcleo twinax consta de dos cables. Twinax lleva Ethernet de alta velocidad de datos a un costo más bajo que la fibra.

Twinax pasivo admite conexiones de corta distancia. Active twinax incluye componentes que aumentan la intensidad de la señal, lo que permite conexiones de mayor distancia.

Los cables Triax y quadrax

Los cables Triax y quadrax también son similares a los cables coaxiales. Se utilizan con mayor frecuencia para conexiones de TV, pero también pueden llevar Ethernet Gigabit.

El núcleo triax es similar al coaxial, pero tiene una capa de aislamiento adicional y una capa de blindaje. Un núcleo quadrax tiene cuatro cables individuales. Tanto triax como quadrax tienen capas de aislamiento y blindaje adicionales, que permiten la transmisión de señales adicionales o energía de transporte.

Par trenzado

Inventado originalmente por Alexander Graham Bell para transportar señales telefónicas, el cableado de par trenzado es la opción más común para el cableado de red.

El par trenzado utiliza cables de cobre que, como su nombre indica, se trenzan juntos en pares. El efecto de giro de cada par en los cables garantiza que cualquier interferencia presentada o recogida en un cable sea cancelada por el socio del cable que se retuerce alrededor del cable inicial. Torcer los dos cables también reduce la radiación electromagnética emitida por el circuito.

El cableado de par trenzado viene en dos tipos:

1. par trenzado apantallado (STP)
2. par trenzado sin apantallar (UTP)

Par trenzado blindado

En STP, los cables de cobre se cubren primero con aislamiento de plástico. Un escudo de metal, que consiste en una lámina de metal o una trenza, rodea el paquete de pares aislados. Cuando la radiación electromagnética es un problema grave, cada par de cables puede estar blindado individualmente además del escudo exterior. Esto se conoce como par trenzado de aluminio (FTP).

10 Mbps y 100 Mbps utilizan dos pares de cables para transmitir Ethernet. El rendimiento gigabit requiere el uso de los cuatro pares.

El cable UTP de par trenzado sin apantallar

es el tipo de cable de red más popular. Es fácil trabajar con él, instalarlo, ampliarlo y solucionar problemas. Los cables UTP normalmente contienen cuatro pares de cables de cobre, cada par contiene dos cables retorcidos entre sí. Estos pares están cubiertos por aislamiento de plástico. No tienen ningún blindaje y solo tienen una chaqueta exterior.

La mayoría de las categorías de cables de par trenzado están disponibles como UTP. Pero algunas categorías más nuevas también están disponibles en combinaciones de blindado, blindado de aluminio y sin blindaje.

Categorías de cables de par trenzado

El Instituto Nacional Americano de Normas y la Comisión Electrotécnica Internacional, parte de la Organización Internacional de Normalización, establecieron una serie de normas o categorías para par trenzado. La categoría 1, o Cat1, y Cat2 no se estandarizaron oficialmente, pero se desarrollaron estándares de facto con el tiempo. Actualmente hay ocho categorías de cables disponibles.

Estas categorías especifican el tipo de cable y conectores de cobre. El número 1 1, 3, 5 y así sucesivamente refers se refiere a la revisión de la especificación y al número de giros dentro del cable i es decir, la calidad de la conexión en un conector.

Cat1

Cat1 se utiliza normalmente para comunicaciones telefónicas y de voz. Este tipo de cable no es capaz de soportar el tráfico de la red informática y no está torcido.

Las empresas de telecomunicaciones pueden utilizar Cat1 para proporcionar servicios Integrados de Red Digital y servicios de red telefónica pública conmutada. En tales casos, el cableado entre el sitio del cliente y la red del operador de telecomunicaciones se realiza utilizando un cable de tipo Cat1. Cat1 también se utiliza ahora para algunas redes IoT de baja velocidad de datos.

Cat2

Los cables Cat2 son especificaciones de cables de red, que utilizan cuatro pares de cables de cobre retorcidos. Estos tipos de cables pueden soportar la red de computadoras y el tráfico telefónico. Cat2 se utiliza principalmente para redes de anillo de tokens y admite velocidades de hasta 4 Mbps. Para velocidades de red más altas must 100 Mbps o más must se debe usar Cat5e o más.

Cat3

Los cables Cat3 son cuatro pares de cables de cobre retorcidos. Cat3 se utilizó para soportar la Ethernet inicial de 10 Mbps, típicamente para redes de anillo de token. Aunque las velocidades de 10 Mbps están casi extintas, algunas implementaciones aún usan Cat3.

Cat4

Los cables Cat4 son cuatro pares de cables de cobre retorcidos. Al igual que con los cables Cat3, Cat4 se utiliza para redes de anillo de tokens. Mientras que Cat3 proporciona soporte de un máximo de 10 Mbps, Cat4 aumentó el límite hasta 16 Mbps. Ambas categorías tienen un límite de longitud de 100 m. Cat4 no se usa ampliamente.Los cables

Cat5 y Cat5e

Cat5 son cuatro pares de cables de cobre retorcidos. Cat5 tiene más giros por pulgada que Cat3, por lo que puede funcionar a velocidades más altas y longitudes mayores.

El cable Cat5 más popular ha sido reemplazado en gran medida por la especificación Cat5e. Cat5e proporciona especificaciones de diafonía mejoradas, lo que le permite soportar velocidades de hasta 1 Gbps.

UTP-Cat5e es uno de los cables UTP más populares. Reemplazó los cables coaxiales antiguos que no podían mantenerse al día con la necesidad en constante crecimiento de redes más rápidas y confiables. Cat5e es el tipo de especificación de cableado de red más utilizado en todo el mundo y es rentable. A diferencia de los cables de la categoría que siguen, es indulgente cuando no se cumplen las pautas de terminación e implementación del cable.

Cat5 y Cat5e se utilizan más ampliamente para Ethernet de 10 Mbps y 100 Mbps.

Cat6 y Cat6a

El cable Cat6 se diseñó originalmente para admitir Ethernet Gigabit, aunque otros estándares permiten la transmisión gigabit a través de cable Cat5e. Cat6 es similar al cable Cat5e, pero contiene un separador físico entre los cuatro pares para reducir aún más la interferencia electromagnética.

Ningún tipo de cable es apropiado en todas partes.

Cat6 puede soportar velocidades de 1 Gbps para longitudes de hasta 100 m. También admite 10 Gbps para longitudes de hasta 55 m. Utiliza frecuencias de ancho de banda de hasta 250 MHz.

Al instalar cables Cat6 nuevos, es importante tener en cuenta que todos los componentes de cableado (conectores, paneles de conexión, cables de conexión y similares) deben tener la certificación Cat6. Esto requiere que los profesionales de la red tengan mucho cuidado con la terminación adecuada de los extremos del cable. Las organizaciones que realizan instalaciones con cableado Cat6 deben solicitar un informe de prueba completo, utilizando un analizador de cables certificado, para garantizar que la instalación se haya realizado de acuerdo con las pautas y estándares Cat6.

En 2009, Cat6a se introdujo como un cable de mayor especificación, que ofrece una mejor inmunización contra la diafonía y la interferencia electromagnética. Ofrece un mejor ancho de banda utilizando frecuencias de hasta 500 MHz, admite 10 Gbps y tiene una longitud de cable de hasta 100 m.

Cat7

Cat7 es una especificación de cable de cobre diseñada para soportar velocidades de 10 Gbps en longitudes de hasta 100 m. Para lograr esto, el cable utiliza FTP para cuatro pares blindados individualmente, además de un blindaje de cable adicional para proteger las señales de diafonía e interferencia electromagnética.

Debido a las velocidades de datos extremadamente altas, todos los componentes utilizados en la instalación de una infraestructura de cableado de red Cat7 deben tener la certificación Cat7. Esto incluye paneles de conexión, cables de conexión, conectores y conectores RJ-45. La ausencia de componentes certificados Cat7 degradará el rendimiento general y provocará el fallo de cualquier prueba de certificación Cat7, por ejemplo, el uso de un analizador de cables, porque lo más probable es que no se cumplan los estándares de rendimiento Cat7.

Cat7 se utiliza generalmente en centros de datos para conexiones troncales entre servidores, conmutadores de red y dispositivos de almacenamiento.

Cat8

Cat8 es una nueva categoría de cableado de par trenzado que compite mejor con la velocidad y la escala de la fibra óptica. Tiene una velocidad de transmisión de datos máxima de 40 Gbps y utiliza conectores RJ-45. Utiliza la frecuencia de 2 GHz MHz o 2.000 MHz MHz, un aumento de los 600 MHz de Cat7.

Los cables Cat8 se utilizan normalmente en entornos de centros de datos. Son compatibles con versiones anteriores de los estándares anteriores y admiten alimentación a través de Ethernet (PoE).

PoE elimina la necesidad de conectar un cable de alimentación separado a dispositivos, como puntos de acceso instalados en el techo. Para velocidades de datos bajas, los cables PoE suministran energía utilizando los pares que no necesita Ethernet. Para velocidades más altas, donde se utilizan los cuatro pares, PoE agrega corriente continua a los cables que transportan la señal, sin interferir con las señales.

Cable de fibra óptica

Las velocidades de datos han aumentado en toda la red y, en algunos casos, la fibra óptica es la única opción. Mientras que los cables de par trenzado Cat8 pueden transportar hasta 40 Gbps de datos, la fibra admite velocidades de datos de hasta 400 Gbps. Actualmente se está trabajando para probar 800 Gbps.

Los cables de fibra óptica consisten en una fibra óptica delgada rodeada de revestimiento. El revestimiento está hecho de vidrio que es menos puro que el núcleo y tiene un índice de refracción más bajo que el núcleo. La diferencia en los índices de refracción hace que la luz se refleje en el límite. Capas adicionales, como la capa de amortiguación y la capa de revestimiento, rodean el revestimiento para agregar resistencia y proteger el cable contra daños.

La fibra tiene una tasa de error baja. Los datos de red están codificados en un haz de luz. A diferencia de los cables de par trenzado, el haz de luz no genera interferencias electrónicas ni se ve afectado por ellas. Además, los flujos de datos de frecuencia múltiple se pueden multiplexar sobre una sola fibra para aumentar la velocidad de datos total.

Fibra multimodo vs. fibra monomodo

Los tipos de fibra difieren por el diámetro de la fibra. La fibra óptica multimodo varía de 50 a 100 micras (10-4 m). En un cable monomodo, la fibra óptica tiene un diámetro de solo 8 a 10,5 micras.

El cable multimodo es menos costoso de fabricar e instalar que el modo único, pero está limitado en velocidad de datos y distancia. Mientras que multimodo puede transportar 100 Gbps por 150 m, el modo único puede transportar 400 Gbps por hasta 10 kilómetros y tarifas más bajas para distancias adicionales.

El rendimiento varía entre fibra multimodo y monomodo debido a la forma en que la luz viaja a través de cada una de ellas. La fibra más grande utilizada en multimodo hace que el haz de luz se refleje desde el límite de fibra y revestimiento en un ángulo más pronunciado que el núcleo más delgado en modo único. El núcleo más delgado de un solo modo hace que la distancia entre reflejos sea menor. Cuando los reflejos son más frecuentes, las pérdidas son mayores en el límite.

Ninguna opción es permanente

Ningún tipo de cable es apropiado en todas partes. Se deben considerar las velocidades de datos compatibles, el costo de instalación y la adecuación futura para cada aplicación. Los costos de mantenimiento continuo también deben ser un factor.

Recuerde, ninguna opción es permanente. Al igual que las organizaciones reemplazan periódicamente servidores y estaciones de trabajo, pueden reconsiderar su elección de tecnología de conexión para cada actualización de red.