Cableado Estructurado: Tipos, Conectores y Resolución de Problemas

Multiplexación

La multiplexación permite hacer coincidir en un canal, señales que proceden de distintos emisores y cuyos destinos son varios receptores diferentes.

Tipos de Multiplexación

Multiplexación en frecuencia: A cada señal a transmitir se le asigna una banda. Cada una de estas señales se separará del resto con unas bandas de seguridad.
Multiplexación en el tiempo: Los canales lógicos se asignan repartiendo el tiempo de uso del canal físico entre los distintos emisores. Así, en este caso, cada uno usará el tiempo que tiene asignado, dejando luego paso al siguiente.

Medios de Transmisión

La calidad de la transmisión dependerá de las características que tenga ese medio de transmisión.

A la hora de elegir un medio, se deben considerar varios factores:

El tipo de transmisión que es más adecuado.
La topología que soporta.
La fiabilidad y vulnerabilidad en las transmisiones.
La influencia de las perturbaciones.
Economía y facilidad o dificultad en su instalación.

Sistema de Cableado

La elección del sistema de cableado es muy importante, debido a la inversión estimada para cables de instalación.

Cable de Pares

Es el medio más simple y más económico que existe.

Se requiere del uso de repetidores para establecer el nivel eléctrico de señal. Este cable se protege en sus extremos por un conductor eléctrico externo al cable. Son más rígidos y se trenzan para disminuir las interferencias. Las velocidades que se alcanzan son de 2 MB/s hasta 100 MB/s en el caso de señales digitales.

Tipos de Cables de Pares

Cable UTP: Sin recubrimiento metálico externo, es sensible a las interferencias. Este cable es barato, flexible, sencillo de instalar y hay que guardar la numeración de los pares o, de lo contrario, no será eficaz el efecto de trenzado, por lo que disminuirá, incluso llegando a impedir, la capacidad de transmisión.
Cable STP: Se le añade el recubrimiento metálico para evitar las interferencias externas. Es un cable más protegido, pero menos flexible.

No solo sirve como conductor para transmitir voz, sino también para transmitir datos, de hecho, la red BDSI.

Hay que tener en cuenta las categorías y las clases:

Atenuación: Bajada de intensidad de la señal.
Capacidad de la Línea.
Resistencia del cable ligada a la ley de Ohm.

Actualmente, se van a usar diversas categorías: tres, dos y uno.

Categoría 3: capacidad de 10 MHz.
Categoría 2: capacidad de 20 MHz.
Categoría 1: capacidad de 100 MHz.

Diferencias entre el Cable de Categoría 3 y el de Categoría 5

La diferencia fundamental es el número de trenzas que tiene por unidad de distancia. En el cable de categoría 5, la longitud máxima que admite es 0,6 a 0,85 cm y para el tipo 3, de 7,5 a 10 cm.

Las aplicaciones de la categoría 3 son transmisiones de datos de hasta 10 MB/s, mientras que la categoría 5 permite la transmisión de datos de hasta 100 MB/s.

La lógica de las redes llamada FDDI usa un cable UTP como soporte de la categoría 5, cuya velocidad de transmisión es de 100 MB/s.

Estándares de este Cableado

Categoría 5: IS 11821, EN 50173, TIA 568. Con estos estándares va a soportar tecnología de la casa ATM, no soporta la arquitectura Ethernet.
Categoría 5E: Mejora la atenuación, que es mucho menor, y la interancia.
Categoría 6: Puede llegar a tener velocidades de 250 MB/s.
Categoría 7: Ha mejorado ciertos fenómenos, ya no solamente interferencias, sino lo que se denomina diafonía.

Diafonía: Perturbación electromagnética de interferencia que se produce en un canal de comunicación cuando se acopla a este canal o a otros canales vecinos.

Cable Coaxial

Tiene unas propiedades mucho más favorables con respecto a las interferencias y también a la longitud de la línea de datos. El ancho de banda puede ser mayor que el cable de pares, así como una mayor capacidad en las transmisiones digitales.

En las redes locales se suelen usar dos tipos de cable:

Cable Ethernet fino: Es el cable coaxial más flexible y con menos grosor, es de fácil manejo.
Cable Ethernet grueso: Tiene el doble de diámetro, sigue el estándar de IEEE 802.3.

Ventajas y Desventajas

Cable Ethernet grueso: Más grueso, más difícil de manejar, no se dobla fácilmente, es más complicado de instalar y es mucho más caro, pero transporta la señal más lejos.

Cable Ethernet fino: Flexible, fácil de instalar y es mucho más barato. Sin embargo, transporta la señal menos lejos que el grueso.

Consideraciones sobre el Uso del Cable Coaxial

Se usará cuando se necesite transmitir voz, video y datos. También ofrece una seguridad para los datos.

Fibra Óptica

La fibra óptica permite transmitir señales luminosas y es sensible a las interferencias electromagnéticas externas.

Construcción de la Fibra Óptica

Se usan distintos tipos de cristales y plásticos. En concreto, las fibras de silicio fundido muy puro van a permitir pérdidas muy pequeñas de señal. Son necesarias también unas fuentes especializadas: fuentes láser y los diodos.

El cable de fibra óptica consta de un núcleo (llamado Core) que es el conductor de la señal luminosa. Esta señal es conducida por el interior de este núcleo sin perder escapes en lo referido a las reflexiones internas que se producen, incidiendo en el escape de energía hacia el exterior.

Tipos de Fibras Ópticas para Transmisión de Datos

Monomodo o SMF: Usa un núcleo estrecho y está atravesado por un láser en un único camino, sin apenas reflexiones de luz en las paredes.
Multimodo o MMF: Conduce la luz de múltiples diodos láser, cada uno de ellos con un ángulo diferente en la entrada de la fibra. La luz viaja haciendo múltiples reflexiones en las paredes. Pueden ser de índice gradual o índice escalonado. Este tipo de fibra se utiliza en redes locales. El rayo de luz se va a reflejar poco a poco mientras viaja por el núcleo. Los rayos se curvan. En este caso, se usa fibra de vidrio de alta pureza y se van a transmitir las señales. Tiene una base de silicio y físicamente es de forma cilíndrica.

Características de la Fibra Óptica

Puede transmitir hasta 100 Mbit/s.
El coste de instalación es más caro.
La interfaz de red es más cara que la de cable de pares.
No se ve afectada por el ruido ni por emisiones radioeléctricas.
Aquella propiedad que sirve para ampliar sin perder calidad en los servicios ofrecidos.
La fibra óptica permite crear segmentos de red de hasta 40 km o más.

Tipos de Cable de Fibra Óptica

Cuadrado: Son cables con conector cuadrado, son fáciles de conectar y permiten la variedad dúplex en la cual los dos canales de transmisión, recepción, se pueden tener en el mismo módulo conector. El cuerpo se denomina push-pull.
LC: Es un cable que tiene un sistema de anclaje, del RJ45, y además lleva una pestaña. Es tan pequeña que para introducirlo hay que hacerlo con un destornillador plano. También el cuerpo es push-pull.
CC: Es un cable que permite un enchufe sin discontinuidad óptica (evita que la fibra pierda la señal). Van a ser compatibles con equipos estándar, tanto para fibra monomodo como para las fibras multimodo.
ST: Está usado para finalizar fibras ópticas multimodo, aunque hoy día está en desuso. Su diseño se inspira en los conectores para cables coaxiales con un sistema de anclaje, hace que sea muy resistente a las vibraciones.
Cable FTTH: Este cable de núcleo acoplado para transmisión de largo alcance tiene como principal característica la baja atenuación y también una baja dispersión para poder realizar la multiplexación por división en el espacio.
Cable MPO MPT: Se compone de doce fibras. Se han extendido los estándares del IE3 802.3, que incluye un nuevo protocolo que opera a 100 Gigabit Ethernet sobre dos fibras, la OM3 y OM4.
Cable PDLC: Es un cable para fibra monomodo cuyos conectores son híbridos de alto rendimiento. Este cable es impermeable al rocío de la niebla y también a las precipitaciones salinas, por lo que es muy útil para instalaciones exteriores.
Cable Patchcord: Cable multimodo dúplex de pequeña longitud de fibra monomodo, pero al inicio de la transmisión. Se basa en que cuando se lanza la luz láser de la fibra monomodo, el otro extremo se acopla a una sección multimodo con el núcleo que se desplaza a una fibra multimodo, lo que permite que esa luz láser llegue a la inversión en el monomodo y pase a la sección multimodo a una velocidad mayor.

Conectores

Son aquellos dispositivos que sirven para unir circuitos eléctricos adecuando la señal del cable a la interfaz del receptor.

En una red local, los conectores lo que van a hacer es conectar los cables a las tarjetas de red. En general, podemos decir que los conectores constituyen la interfaz física del cable.

Tipos de Conectores

RJ11: Se usa en las redes de telefonía. El conector tiene 6 posiciones y 4 contactos, pero solo se usan los 2 centrales.
RJ12: Se usa en las redes de telefonía. También tiene 6 contactos y también se usan los 2 centrales.
RJ45: Se usa para conectar redes de cableado estructurado. Tiene 8 contactos que se unen como extremo a un cable de par trenzado UTP. Se usan los estándares TIA, EIA y el 568B, que definen la disposición de los pines en el conector.
AUI DB15: Transmite datos y corriente eléctrica. Su uso en redes es para redes Ethernet. El conector DB15, THICKNET, se puede usar con cable coaxial en aquellas redes locales que tienen topología en estrella.
BNC: Se usa para cables coaxiales finos, típico de Ethernet y permite mantener la estructura coaxial del cable en cada conexión.
T coaxial: Se usa en los cables coaxiales, que van a transportar señales de alta frecuencia y posee pares conectores concéntricos. Se usan en redes Ethernet para conectar estaciones en topología en bus de cable coaxial.
DB25: Conector analógico de 25 pines. Es usado para transmisiones en serie en cable THICKNET.
DB9: Conector analógico que tiene 9 pines. Se usa para transmisiones en serie y permite una transmisión asíncrona de datos, con la norma RS232 en cable THICKNET.

Tecnologías de Red

Los backbones que hay en la actualidad se construyen con tecnologías ATM, FDDI y la tecnología Gigabit Ethernet.

ATM: Modo de transmisión asíncrona, tecnología de conmutación y multiplexado de alta velocidad. Se usa en redes LAN y WAN. Esta tecnología transmite diferentes tipos de tráfico simultáneamente.
FDDI: Interfaz de datos distribuidas por fibra óptica. Está constituida por un conjunto de ISO y ANSI. Esos estándares permiten la transmisión de datos en redes de área local mediante cable de fibra óptica. Tiene algunas propiedades de una WAN y puede interconectar redes LAN. Permite correr aplicaciones de tipo cliente-servidor.
Gigabit Ethernet: Resultó la ampliación que se hizo del estándar Ethernet, debido a la presión que había con ATM por conquistar el mercado de las LAN. Esa ampliación se hizo de los estándares 802.3 AB y 802.3 Z del IEEE. Ello permitió conseguir una capacidad de transmisión de 1 Gb/s.

Sistema Campus

Extiende la red local al entorno de varios edificios. En cuanto a extensión, se parece a una red MAN, pero con estas tecnologías mantienen la funcionalidad de una red de área local.

ANSI/TIA/EIA 568

Unos requerimientos mínimos para el cableado de telecomunicaciones. Topología de la red y longitud máxima del cableado. También especifica ciertos parámetros del rendimiento.

TSB36A/TSB40A/TSB 53

Resolución de Problemas en Redes

Tipos de Efectos

Reflexión: Se produce cuando las ondas electromagnéticas encuentran un obstáculo reflectante. La señal se refleja en ese obstáculo y produce interferencias consigo misma. Puede haber reflexión en paredes, suelos y techos.
Difracción: La señal bordea los obstáculos que se encuentra y el destino recibe la señal por varios caminos, pero con desfase. Los obstáculos que van a producir la difracción van a ser las esquinas, los muebles, resquicios de las puertas.
Dispersión: Consiste en la difusión de la señal en múltiples o diferentes direcciones, sin un control direccional definido. Suele ocurrir cuando la señal encuentra obstáculos, como por ejemplo la lluvia, granizo, niebla, que producen una dispersión de la señal.

Enfoques para la Resolución de Problemas

Descendente: Comienza con la capa de aplicación hasta la capa física. Analiza el problema desde el punto de vista del usuario y de la aplicación. Para casos muy complejos.

Ventajas: Enfoque lento pero sólido.

Desventajas: Cuando el problema está relacionado con la aplicación, nos puede llevar mucho tiempo.

Ascendente: Comienza en la capa física y sigue hacia arriba. Esta capa física tiene que ver con el hardware y las conexiones de cable.
Divide y vencerás: Esta técnica, de acuerdo con las circunstancias (problemas que tengamos) y con la experiencia, se puede comenzar en una capa en particular para trabajar de forma ascendente o descendente en la capa OSI. Es conveniente cuando se tiene experiencia y el problema tiene síntomas puntuales. Se aproxima a la capa del problema más rápido que los demás enfoques. Para poder utilizar este enfoque eficazmente es necesario tener experiencia. Se pueden usar dos técnicas:

Técnicas de Resolución de Problemas

Ensayo y error: Esta técnica se basa en sustituir de forma individual cada capa para ver qué capa es la que falla. La persona indicada para resolver este problema, supone qué capa es la que falla, según su experiencia y conocimientos sobre la estructura de la red, y sustituye la capa que falla. Cuando se determina la solución más probable, la aplica, y si no funciona, esta información la anota con el fin de determinar la segunda capa que falle, y este proceso se repite todas las veces que haga falta para solucionar el problema. Esta técnica puede llegar a ser muy rápida o muy lenta, y dependerá de las habilidades y experiencias que tenga esa persona. El inconveniente que tiene es que puede generar suposiciones incorrectas, o ciertas soluciones que sean sencillas, las pasa por alto y se complica la solución más de lo que debería.
Sustitución: Se supone que el problema es causado por un componente específico del hardware, o un archivo de configuración. La parte defectuosa o el código defectuoso se reemplaza por otro componente o código que sepamos que funciona. Esta técnica, aunque no siempre resuelve el problema, puede ahorrar tiempo y puede restaurar las funciones de red con facilidad. Una técnica de distribución se puede llevar a cabo cuando el ISP (el proveedor de Internet) reemplaza un dispositivo posiblemente averiado, en lugar de enviar a un técnico a encontrar un problema específico. Esta técnica se usa normalmente debido a que es poco costosa y cuando se emplean tarjetas de red y cables de pares.

Detección de Problemas Físicos

Una gran proporción de problemas físicos tiene que ver con los problemas de la red, fundamentalmente, la parte física, los ordenadores, los dispositivos de red y en muchas ocasiones los cables. No se considera el software, el problema está en el dispositivo físico. Para poder determinar muchos de estos problemas se pueden detectar con el uso de software, sobre todo cuando hay problemas de conectividad. La mayoría de estas herramientas las proporciona el sistema operativo como comandos de la interfaz de línea de comandos, aunque la sintaxis puede variar según el sistema operativo. (ipconfig, ifconfig, ping, tracert, netstat, nslookup)

ipconfig: Muestra información de la configuración de red.
ping: Prueba la conexión con otros ordenadores.
tracert: Muestra la ruta hasta el destino.
netstat: Muestra las conexiones de red.
nslookup: Muestra el dominio de una red.

Comandos para la Resolución de Problemas

IPCONFIG

Muestra la información sobre la configuración de red. Cuando ejecutamos este comando se va a mostrar una información básica sobre la configuración del equipo en la red. Este comando también se puede acompañar con:

/all se nos va a mostrar la dirección MAC, la dirección IP del gateway y los servidores DNS, la información de direccionamiento, tipos de nodos, el proxy, el DHCP, etc.

Si en una configuración IP adecuada el HOST no va a poder participar en comunicaciones por la red. Si el HOST no conoce la ubicación de los servidores DNS, no podrá traducir los nombres de esos servidores y convertirlos en direcciones IP.

A veces, la información de direccionamiento IP se va a asignar de una forma dinámica.

Hay que verificar que el adaptador se encienda, la luz y tenga una conexión con la red. Si aun así no hay una solución al problema, puede que haya un problema con el servidor DHCP, con las conexiones de red, con el servidor DHCP.

PING

Con este comando, cuando la configuración IP está correctamente configurada en el HOST, probamos la conectividad que tiene ese HOST mediante el comando punto, es decir, que se usa para probar si se puede acceder a un HOST de destino o no.

Se va a enviar un paquete conocido como solicitud de eco a través de la red, y eso lo mandamos a la IP especificada. Si se recibe la solicitud de eco, el HOST de destino va a responder con un paquete que se llama respuesta de eco.

Una vez obtenido dicho direccionamiento IP, enviamos la solicitud de eco y se continúa el proceso.

Si el comando ping enviado a esa dirección IP funciona, pero va enviado al nombre que yo elijo, y no recibo respuesta, es muy probable que el problema esté en el DNS del servidor.

Si tanto el ping al DNS como al nombre elegido, pero la aplicación sigue sin funcionar, es muy probable que el problema sea en la recuperación del host de destino. Habría que comprobar que el protocolo DHCP está activo o puede que haya problema de incompatibilidad con el sistema operativo.

Si no funciona ninguno de los comandos ping, es muy probable que el problema sea en la conectividad de red en las rutas del destino.

Lo habitual es usar el comando ping a la puerta de enlace predeterminada. Si funciona, el problema no es local.

El comando básico usa 4 hechos y espera respuesta a esos 4 hechos. Sin embargo, se puede modificar la cantidad de hechos que se envíen. También se pueden enviar echos más pesados.

TRACERT

Mientras el comando ping puede verificar la conexión de extremo a extremo, existe un problema y el dispositivo no puede enviar este comando. Ping no me va a indicar exactamente dónde se corta la conexión, sin embargo, tracert sí.

Proporciona dónde está la avería y la ruta que recorre el paquete, y me da también la conectividad de cada router que hay en los saltos.

También indica cuánto tarda en ir el paquete en cada salto, y luego la vuelta, se calcula el tiempo ida y vuelta. Además, puede ayudar a identificar dónde se perdió el paquete en un cuello de botella de la red. Su uso permite hasta 30 saltos de red antes de llegar al destino. Se puede ajustar con -h. -d indica solo IP, no nombre de destino.

NETSTAT

A veces es necesario saber las conexiones TCP activas y que están en ejecución. Este comando tiene gran importancia, porque me va a indicar qué protocolo está usando la dirección y el número de puerto local. También indica la dirección remota y su número de puerto, y el estado de la conexión. Indica puntos de vulnerabilidad. Además de las conexiones TCP necesarias, puede consumir valiosos recursos del sistema y disminuir el rendimiento de la red. Se debe usar para ver las conexiones abiertas de un host, para ver si estamos comprometidos.

NSLOOKUP

Información sobre el dominio del destino. Al acceder al servicio de la red, las estaciones usan el nombre DNS en lugar de la dirección IP. Cuando se envía una solicitud a este servidor (DNS), el HOST debe contactar con el servidor y permanecer ahí hasta la respuesta para resolver el nombre de la IP correspondiente. Luego el HOST usa la IP para agrupar la información en paquetes para el envío.

El usuario final busca información sobre un nombre DNS, en ese servidor DNS.