Temario III

Cable Estructurado

El cable estructurado, también conocido como sistema de cableado estructurado (Structured Cabling System o SCS en inglés), es un enfoque estandarizado para el diseño e instalación de redes de comunicaciones en edificios y entornos comerciales. Consiste en un conjunto de cables, conectores, paneles de parcheo y otros componentes que permiten la transmisión de datos, voz, video y otros servicios de manera flexible y escalable. Este sistema se basa en estándares internacionales como TIA/EIA-568, ISO/IEC 11801 y ANSI/TIA-568, que definen categorías de rendimiento para garantizar compatibilidad y futuro-proofing (preparación para futuras tecnologías).

Componentes Principales

• Subsistemas: Incluye el subsistema de entrada (entrance facility), backbone (cableado vertical entre pisos), horizontal (cableado desde el armario de telecomunicaciones hasta el área de trabajo), y áreas de trabajo (work area).
• Categorías de Cables: Por ejemplo, Cat5e, Cat6, Cat6a para pares trenzados, o fibra óptica multimodo/monomodo.
• Ventajas: Facilita la administración, reduce costos de mantenimiento y soporta velocidades de hasta 10 Gbps o más en distancias específicas.

Ejemplos

• En un edificio de oficinas, el cable estructurado conecta computadoras, teléfonos IP y cámaras de seguridad desde un armario central (telecommunications room) a cada escritorio, permitiendo actualizaciones sin recablear todo el edificio.
• En un hospital, se usa para integrar redes de datos médicos, voz y video, asegurando baja latencia y alta confiabilidad para sistemas críticos como telemedicina.

Detalles Adicionales

El diseño debe considerar factores como la longitud máxima (90 metros para cableado horizontal en pares trenzados), atenuación, diafonía (crosstalk) y pruebas de certificación con herramientas como certificadores de cable (e.g., Fluke DSX-8000). En entornos industriales, se incorporan cables resistentes a interferencias o ignífugos para cumplir con normas de seguridad.

Tres Tipos de Cables

En el contexto de redes de datos, los tres tipos principales de cables comúnmente discutidos son: cable coaxial, cable de par trenzado (UTP/STP) y cable de fibra óptica. Sin embargo, basado en la lista proporcionada, parece enfocarse en el cable coaxial y sus componentes. A continuación, detallo estos, asumiendo que "tres tipos" podría referirse a variaciones o componentes clave del coaxial, ya que se repite "coaxial" y se listan partes internas.

1. Cable Coaxial

El cable coaxial es un tipo de cable de transmisión que consiste en un conductor central (vivo) rodeado por un aislante dieléctrico, una malla o lámina metálica de blindaje y una chaqueta externa. Se utiliza principalmente para transmisiones de alta frecuencia, como televisión por cable, internet de banda ancha (e.g., DOCSIS) y redes antiguas como Ethernet 10BASE2/10BASE5. Ofrece buena resistencia a interferencias electromagnéticas gracias a su blindaje.

• Variaciones por Chaqueta:
  • Chaqueta Color Negro para Exteriores: Diseñada para resistir condiciones ambientales como UV, humedad y temperaturas extremas. Ejemplo: Cable RG-6 negro usado en instalaciones de TV por cable al aire libre, donde soporta vientos y lluvia sin degradación.
  • Chaqueta Blanca Más Estética en la Casa: Para instalaciones internas, prioriza la apariencia y flexibilidad. Ejemplo: RG-59 blanco en hogares para conectar antenas internas o modems, integrándose visualmente con paredes blancas.
• Cables Sin Halógenos (Low Smoke Zero Halogen - LSZH): No emiten gases tóxicos al quemarse, ideales para entornos con alta densidad humana. Ejemplo: En un data center, se usa LSZH para evitar riesgos en caso de incendio.
• Ignífugo (Fire-Retardant): Resiste la propagación de llamas, cumpliendo normas como UL 1666. Ejemplo: Cable coaxial ignífugo en edificios públicos para prevenir la extensión de fuegos a través de conductos.

Componentes del Cable Coaxial

• Chaqueta (Jacket): La capa externa protectora hecha de PVC, PE o materiales especiales. Protege contra daños mecánicos, humedad y fuego. Ejemplo: En un cable RG-11 para exteriores, la chaqueta negra de PE resiste corrosión en instalaciones subterráneas.
• Malla (Shield o Foil): Capa de blindaje trenzada (braided shield) o lámina (foil) que protege contra EMI/RFI. El "shield" es la malla metálica, mientras que "foil" es una lámina delgada de aluminio. Ejemplo: En redes de cable TV, la malla de cobre trenzado bloquea interferencias de motores eléctricos cercanos, manteniendo la señal clara.
• Lámina Metálica (Metallic Foil): Una capa delgada de metal (e.g., aluminio) que envuelve el dieléctrico para blindaje adicional. A menudo combinada con malla para "quad-shield" (cuádruple blindaje). Ejemplo: En cables de alta frecuencia como RG-6/U, la lámina previene fugas de señal en entornos ruidosos como fábricas.
• Dieléctrico (Dielectric): Material aislante (e.g., espuma de PE o teflón) entre el vivo y el blindaje, que mantiene la impedancia (típicamente 50 o 75 ohms) y reduce pérdidas. Ejemplo: En un cable para antenas WiFi, el dieléctrico de espuma asegura baja atenuación en distancias de hasta 100 metros.
• Vivo (Core o Conductor): El conductor central de cobre o aluminio recubierto de cobre que transporta la señal. Puede ser sólido o trenzado para flexibilidad. Ejemplo: En un cable coaxial para video, un vivo sólido de 18 AWG transmite señales HD sin distorsión en cortas distancias.

2. Cable de Par Trenzado (No Explícitamente Listado, pero Común en "Tres Tipos")

Aunque no se menciona directamente, en contextos de redes se incluye como segundo tipo: Pares de cables trenzados para reducir interferencias. Ejemplo: Cat6 UTP en oficinas para Ethernet Gigabit.

3. Cable de Fibra Óptica (Relacionado con FTTH, etc., más abajo)

Tercer tipo común: Usa luz para transmisión, inmune a EMI. Detallado en secciones posteriores.

Data Center

Un data center (centro de datos) es una instalación física dedicada a albergar servidores, almacenamiento, redes y equipos de cómputo para procesar, almacenar y distribuir datos a gran escala. Incluye sistemas de enfriamiento, energía redundante (UPS, generadores), seguridad física y lógica, y cableado estructurado para alta disponibilidad (99.999% uptime).

Componentes Clave

• Racks y Armarios: Para montar servidores (e.g., blades de 1U/2U).
• Redes: Switches, routers y cableado (e.g., fibra para backbone).
• Seguridad: Firewalls, CCTV y control de acceso biométrico.

Ejemplos

• Un data center de Google en Oregon maneja búsquedas globales, con miles de servidores conectados vía cable estructurado para minimizar latencia.
• En un data center empresarial, se usa para cloud computing, respaldando aplicaciones como ERP con redundancia para evitar downtime durante fallos eléctricos.

Detalles Adicionales

Clasificaciones por tiers (Tier 1 a Tier 4, según Uptime Institute), donde Tier 4 ofrece redundancia total. Consideraciones incluyen PUE (Power Usage Effectiveness) para eficiencia energética y estándares como TIA-942 para diseño de cableado.

EMI (Electromagnetic Interference)

EMI es la interferencia electromagnética, un disturbio causado por campos electromagnéticos externos que afectan la transmisión de señales en cables o circuitos. Puede degradar el rendimiento de redes, causando errores en datos o pérdida de señal. Fuentes comunes: Motores, transformadores, líneas de alta tensión.

Tipos y Efectos

• Conducida: A través de cables compartidos.
• Radiada: A través del aire.
• Ejemplo: En una fábrica, EMI de maquinaria cercana causa paquetes perdidos en una red Ethernet sobre UTP, resolviéndose con STP (shielded twisted pair).

Mitigación

Usar blindaje (e.g., foil en coaxial), grounding adecuado y filtros. En estándares, se mide en dB de atenuación.

RFI (Radio Frequency Interference)

RFI es un subconjunto de EMI específico a frecuencias de radio (3 kHz a 300 GHz), causado por transmisiones inalámbricas como radios, WiFi o celulares. Afecta señales de radio o redes inalámbricas/cableadas sensibles.

Ejemplos

• Un router WiFi interferido por un microondas (2.4 GHz), causando desconexiones. Solución: Cambiar a 5 GHz.
• En aviación, RFI de dispositivos móviles puede afectar sistemas de navegación.

Diferencia con EMI

RFI es siempre radiada y en bandas de radio, mientras EMI es más amplio.

Arquitecturas SO

Asumiendo que "SO" se refiere a "System on Chip" (SoC) en contextos de redes embebidas (común en dispositivos IoT o routers), las arquitecturas SoC integran CPU, memoria, periféricos y módulos de red en un solo chip para eficiencia y bajo consumo.

Ejemplos

• En un router doméstico, un SoC como Qualcomm Atheros integra WiFi y Ethernet.
• Detalles: Basadas en ARM (ver abajo) para bajo poder.

ARM

ARM (Advanced RISC Machine) es una arquitectura de procesador RISC (Reduced Instruction Set Computing) diseñada para eficiencia energética, usada en dispositivos móviles, embebidos y routers de red. Licenciada por Arm Holdings, no fabrica chips sino diseños.

Ejemplos

• En un smartphone, ARM Cortex-A procesa datos de red 5G.
• En redes: Switches con SoC ARM para bajo consumo en edge computing.

Detalles

Versiones: ARMv7, ARMv8 (64-bit). Ventajas: Bajo calor, escalable.

AM (Amplitude Modulation)

AM es modulación de amplitud, donde la amplitud de una onda portadora varía según la señal de información. Usada en radio AM (540-1600 kHz), sensible a ruido pero simple.

Ejemplo

• Transmisión de voz en radio: La amplitud representa el audio, pero EMI causa estática.

FM (Frequency Modulation)

FM es modulación de frecuencia, donde la frecuencia de la portadora varía. Menos sensible a ruido, usada en radio FM (88-108 MHz) y algunas comunicaciones de datos.

Ejemplo

• Música en radio FM: Mejor calidad que AM en áreas urbanas con interferencias.

Shield, Foil

Shield (blindaje) es la capa protectora en cables contra EMI/RFI. Foil es específicamente lámina metálica.

FTTH (Fiber To The Home)

FTTH es despliegue de fibra óptica directamente al hogar del usuario, ofreciendo velocidades de Gbps para internet, TV y voz.

Ejemplo

• Proveedor como Verizon FiOS: Fibra desde central hasta modem en casa, soporta 1 Gbps simétrico.

FTTO (Fiber To The Office)

FTTO extiende fibra a oficinas individuales en un edificio, ideal para entornos empresariales con alta demanda.

Ejemplo

• En un coworking: Fibra a cada suite para redes dedicadas.

FTTB (Fiber To The Building)

FTTB lleva fibra al edificio, luego usa cobre o coaxial internamente.

Ejemplo

• Apartamentos: Fibra al sótano, luego UTP a unidades.

FTTP (Fiber To The Premises)

FTTP es genérico para fibra a las premisas (hogar, oficina, etc.), abarcando FTTH/FTTO/FTTB.

Ejemplo

• Similar a FTTH, pero incluye negocios pequeños.