¿Qué es es el cable de par trenzado? Categorías, parámetros, tipos

Comenzamos con la cuarta unidad: Los Medios de Transmisión. En este punto vamos a tratar las temáticas de:

• El cable de par trenzado (UTP, STP, FTP), categorías, parámetros típicos (atenuación, NEXT, ACR, longitud, etc.) (capítulo 15)
• La fibra óptica: principio de funcionamiento, tipos (monomodo/multimodo), parámetros, conectores (capítulo 16)
• Otros medios (coaxial, inalámbricos, powerline) (capítulo 17)
• Criterios de selección del medio

Vamos acomenzar por el apartado del cable de par trenzado (UTP, STP, FTP), sus categorías y los parámetros típicos (atenuación, NEXT, ACR, longitud, etc.). En esta lección nos sumergiremos en el medio de transmisión más utilizado en las redes locales modernas: el cable de par trenzado.

A continuación, analizaremos su construcción, los diferentes tipos según su apantallamiento, las categorías que definen su rendimiento y los parámetros eléctricos que determinan si una instalación es válida o no.

¿Qué es el cable de par trenzado?

El cable de par trenzado (Twisted Pair) es el medio de transmisión más común en las redes de área local (LAN). Consiste en pares de hilos de cobre aislados y trenzados entre sí de forma helicoidal.

¿Por qué se trenzan los hilos?

El trenzado tiene una función crucial: reducir las interferencias electromagnéticas (EMI) y la diafonía (crosstalk) entre los pares adyacentes y con fuentes externas.

Cuando una corriente eléctrica circula por un hilo, genera un campo electromagnético. Si dos hilos van paralelos, los campos se acoplan y se producen interferencias mutuas. Por ello se trenzan y al trenzarlos, los campos electromagnéticos generados por cada hilo se cancelan mutuamente (según la ley de Lenz) reducen drásticamente la interferencia tanto emitida como recibida.

Características generales de los cables trenzados

• Bajo coste.
• Fácil instalación (flexible, ligero).
• Longitud máxima de canal: 100 metros.
• Velocidades: desde 10 Mbps hasta 40 Gbps según la categoría.

¿Cuáles son los componentes de un par trenzado?

Un cable de par trenzado típico está formado por los siguientes componentes:

1. HIlo conductor: Hilo de cobre sólido (para cableado horizontal fijo) o multifilar (para latiguillos de parcheo). El diámetro típico es de 0,5 mm (24 AWG) o 0,6 mm (23 AWG).
2. Aislamiento: Cada hilo está recubierto de un material aislante, normalmente polietileno (PE) o PVC, con un color asignado.
3. Pares trenzados: Los hilos se agrupan en pares y se trenzan con un paso de trenzado específico (distinto para cada par para evitar acoplamientos).
4. Cubierta exterior (chaqueta): Protege el conjunto. Suele ser de PVC (cloruro de polivinilo) o LSZH (Low Smoke Zero Halogen – baja emisión de humos y libre de halógenos, obligatorio en ciertos entornos).

Código de colores estándar (T568A y T568B):

• Par 1: Blanco-Azul / Azul
• Par 2: Blanco-Naranja / Naranja
• Par 3: Blanco-Verde / Verde
• Par 4: Blanco-Marrón / Marrón

¿Qué tipos de par trenzado existen según su apantallamiento?

El apantallamiento (blindaje) protege la señal de interferencias externas y reduce la emisión de ruido. Según ISO/IEC 11801 y TIA/EIA, se clasifican con una nomenclatura específica:

Nomenclatura: X/YTP donde X indica el apantallamiento global del cable e Y el apantallamiento individual de cada par.

U/UTP (Unshielded Twisted Pair – comúnmente llamado solo UTP):

• Sin ningún tipo de blindaje.
• Ventajas: Muy flexible, barato, fácil de instalar, no requiere puesta a tierra.
• Inconvenientes: Más susceptible a interferencias y diafonía.
• Uso: Oficinas, hogares, entornos con baja interferencia.

F/UTP (FTP – Foiled Twisted Pair):

• Tiene una pantalla global de aluminio (foil) que envuelve los 4 pares.
• Ventajas: Mejor protección contra EMI externa.
• Inconvenientes: Ligeramente más rígido y caro que UTP. Requiere conectar la pantalla a tierra en los paneles.
• Uso: Entornos con interferencias medias, redes Gigabit y 10G.

S/FTP (Screened Foiled Twisted Pair o STP):

• Cada par tiene su propia pantalla de aluminio (F) y además una malla metálica global (S).
• Ventajas: Máxima protección contra interferencias (EMI y diafonía externa).
• Inconvenientes: Más caro, pesado y difícil de instalar.
• Uso: Entornos industriales, centros de datos de alta densidad.

SF/UTP:

• Malla global y pantalla global, sin blindaje individual.

Nota: En la jerga común, a menudo se llama “STP” a cualquier cable que tenga algún tipo de blindaje, y “FTP” si es global. La nomenclatura exacta es la mencionada anteriormente.

¿Qué categorías de par trenzado existen?

Las categorías definen las especificaciones de rendimiento del cable (ancho de banda máximo soportado, velocidad, distancia). Cuanto mayor es la categoría, mejor es el cable y más exigente es su instalación.

Detalles clave:

• Cat 5e: Aunque soporta Gigabit, tiene poco margen de ruido. Es el estándar mínimo que se debe encontrar hoy en día.
• Cat 6: Ideal para Gigabit con margen, y permite 10G en distancias cortas (hasta 55 m).
• Cat 6a: Permite 10G a la distancia estándar máxima (100 m). Requiere conectores y paneles Cat 6a, y una instalación muy cuidadosa.
• Cat 7 y superiores: Utilizan un blindaje muy estricto (S/FTP) y conectores que no son el RJ-45 clásico, lo que limita su popularidad en entornos de oficina.

¿Qué parámetros típicos tiene un cable de par trenzado?

Si quieres que una instalación sea certificada y funcione correctamente a la velocidad diseñada, debe cumplir una serie de parámetros eléctricos. Estos se miden con un certificador de cableado.

1. Atenuación (Attenuation / Insertion Loss)

Atenuación es la pérdida de potencia de la señal a lo largo del cable, se mide en decibelios (dB) y aumenta con la distancia y con la frecuencia.

• Requisito: Debe ser lo más baja posible. Si la señal llega demasiado débil al receptor, no podrá distinguirla del ruido.

2. Diafonía (Crosstalk)

Diafonía es la interferencia causada por el acoplamiento de señales entre pares adyacentes. Se mide en dB (cuanto más alto es el valor positivo, mejor es el aislamiento).

• NEXT (Near-End Crosstalk): Interferencia medida en el mismo extremo donde se transmite. Es la más crítica.
• FEXT (Far-End Crosstalk): Interferencia medida en el extremo opuesto al transmisor.
• Powersum NEXT (PSNEXT): La suma de la interferencia de todos los pares sobre un par determinado.

3. ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio)

ACR es la relación entre la atenuación y la diafonía.

• Fórmula: ACR = NEXT - Atenuación.
• Es el parámetro más importante para determinar la calidad real de la transmisión.
• Indica la “distancia” entre la señal útil (tras atenuarse) y el ruido (diafonía). Si el ACR es bajo o negativo, el ruido es mayor que la señal y la comunicación fallará.

4. Pérdida de retorno (Return Loss)

La pérdida de retorno mide la cantidad de energía que se refleja de vuelta al emisor debido a desadaptaciones de impedancia en el cable, conectores o empalmes. Se mide en dB (cuanto más alto, mejor).

• Causas: cables mal trenzados, conectores mal crimpados, pares destrenzados en exceso.

5. Impedancia (Impedance)

La impedancia es la oposición al flujo de la señal en el cable. Para cables de datos LAN, la impedancia estándar es de 100 Ohmios. Todos los componentes (cable, conectores, jacks) deben tener la misma impedancia para evitar reflejos.

6. Retardo de propagación y Desajuste del retardo (Propagation Delay y Delay Skew)

• Propagación: Tiempo que tarda la señal en llegar de un extremo a otro.
• Desajuste de retardo: La diferencia de tiempo de llegada entre el par más rápido y el más lento. Es crítico en tecnologías como Gigabit Ethernet, que transmiten simultáneamente por los 4 pares. Si un par llega mucho más tarde que otro, los datos no se pueden reensamblar.

7. Longitud máxima (Maximum length)

Como se ha mencionado, la longitud del enlace permanente no puede superar los 90 metros. Los latiguillos de parcheo (en el armario y en el puesto) no pueden sumar más de 10 metros y el canal total (equipo activo a equipo activo) no puede superar los 100 metros.

¿Qué conectores de par trenzado existen?

El conector estándar es el RJ-45, un conector modular de 8 posiciones y 8 contactos (8P8C). Los hilos se insertan según el estándar T568A o T568B y se crimpan con una tenaza.

Tipos

• Para cable rígido (horizontal): los contactos pinchan el hilo.
• Para cable multifilar (latiguillos): los contactos rodean el hilo (no se deben intercambiar).

Clave práctica: Una mala crimpación es la causa más común de fallos en una red. El destrenzado de los pares debe ser mínimo (menos de 13 mm) para mantener el rendimiento, especialmente en Cat 6 y superior.

Resumen de la lección

• El par trenzado es el medio más usado en LAN gracias a su bajo coste y facilidad de uso.
• Los tipos según blindaje son UTP (sin blindaje), FTP (blindaje global) y STP (blindaje por par y global).
• Las categorías (Cat 5e, 6, 6a, etc.) definen la velocidad y el ancho de banda máximo.
• Los parámetros críticos (Atenuación, NEXT, ACR, Return Loss) determinan si la instalación está bien hecha.
• La longitud máxima del canal es 100 metros (90 fijos + 10 latiguillos).
• El conector estándar es el RJ-45 montado según T568A o T568B.

Preguntas de autoevaluación

1. ¿Por qué se trenzan los pares de hilos en este tipo de cable?
2. Explica la diferencia entre un cable UTP, FTP y STP.
3. ¿Qué categoría de cable es el mínimo recomendado para una instalación nueva? ¿Y para 10 Gbps?
4. ¿Cuál es la longitud máxima de un enlace permanente y de un canal?
5. Define qué es la atenuación y cómo afecta a la señal.
6. ¿Qué es la diafonía (crosstalk)?
7. ¿Qué indica un valor de ACR bajo o negativo?
8. ¿Qué es el Return Loss y qué lo provoca?
9. ¿Cuál es la impedancia característica de un cable de red LAN?
10. ¿Cuántos contactos tiene un conector RJ-45?

Con esto concluye el apartado del cable de par trenzado (UTP, STP, FTP), categorías, parámetros típicos. Si te parece bien, continuamos con el siguiente tema de la fibra óptica: principio de funcionamiento, tipos (monomodo/multimodo), parámetros, conectores.