Estándares de cableado Ethernet

El cableado Ethernet es un componente esencial de su red de área local (LAN) y desempeña un papel fundamental para garantizar una transmisión de datos fluida. Como usuario, es posible que ya esté familiarizado con su propósito principal: conectar dispositivos como computadoras, enrutadores y conmutadores para facilitar la comunicación y el intercambio de datos. En este artículo, analizaremos los diferentes tipos de cables Ethernet y sus estándares correspondientes, para que pueda estar mejor informado y elegir el cable adecuado para sus necesidades de red.

Todo lo que debe saber sobre el cable Ethernet

Diferentes tipos de cables

Existen varios tipos de cables Ethernet disponibles, cada uno con sus propias características y especificaciones de rendimiento. A continuación, un breve resumen:

• Par trenzado: El tipo más común de cable Ethernet, el par trenzado, se presenta en dos variedades: blindado (STP) y sin blindaje (UTP). Los cables de par trenzado constan de varios pares de hilos de cobre trenzados entre sí para reducir la diafonía y aumentar la fiabilidad.
• Cobre: ​​El cobre es el material más utilizado en el cableado Ethernet, ofreciendo un equilibrio entre asequibilidad, rendimiento y facilidad de uso. Los cables de cobre son compatibles con diversos estándares Ethernet, como los populares Cat 5e, Cat 6 y Cat 6a.

Términos con cables Ethernet

• Ancho de banda: Medido en MHz, el ancho de banda determina el rango de frecuencia que el cable puede manejar.
• Velocidad de transferencia de datos: medida en Gbps, se refiere a la velocidad a la que se pueden transmitir los datos a través del cable.
• Blindaje y aislamiento: Los cables de mayor calidad generalmente tienen mejor blindaje para proteger contra interferencias y degradación de la señal.
• Compatibilidad con versiones anteriores: la mayoría de los cables Ethernet son compatibles con versiones anteriores, lo que permite conectar dispositivos más antiguos a una infraestructura más nueva.

Interferencia y diafonía

La interferencia de otros dispositivos electrónicos puede provocar un rendimiento deficiente de la red y la degradación de la señal. Entre los tipos de interferencia se incluyen la diafonía exógena (AXT), la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI). Los cables Ethernet de mayor calidad suelen tener un mejor blindaje para reducir el impacto de la interferencia.

Estándares Ethernet de IEEE y TIA

La serie de estándares IEEE 802.3 define diversos aspectos de las redes Ethernet, como las velocidades de datos, los formatos de trama y las especificaciones de la capa física. La Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) también cuenta con estándares, como el ANSI/TIA-568, que abarca los sistemas de cableado estructurado para edificios comerciales.

Estándares de cableado Ethernet

Los estándares de cableado Ethernet son esenciales para garantizar que los dispositivos de red se comuniquen de forma eficaz y eficiente. La Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) mantienen conjuntamente la norma ISO/IEC 11801, que establece las especificaciones para diversas categorías de cables Ethernet.

Los cables Ethernet se clasifican en categorías numeradas ("cat") según diversas especificaciones técnicas. En ocasiones, estas categorías se actualizan con estándares de prueba adicionales, como 5e o 6a. Estas categorías nos ayudan a determinar rápidamente el tipo de cable adecuado para una aplicación específica.

A continuación se presentan algunos de los estándares más comunes

Estos estándares garantizan la compatibilidad y el correcto funcionamiento de los distintos componentes de red. Por lo tanto, al elegir cables Ethernet para sus instalaciones, asegúrese de tenerlos en cuenta para encontrar el que mejor se adapte a sus necesidades.

Desglose de las diferentes categorías de cables

Cat1 es un cable telefónico de par trenzado sin blindaje (UTP) que se utiliza comúnmente para sistemas de voz telefónica, pero que no es adecuado para redes modernas.

El cable Cat2 se utilizó para comunicaciones de voz y datos en redes IBM Token Ring durante la década de 1980, con una velocidad de transmisión de datos de 4 Mbps.

Cat 3 admitía redes Ethernet 10BaseT y comunicaciones de voz digital con cuatro pares trenzados a principios de la década de 1990. Tiene una velocidad de datos de 10 Mbps, considerada demasiado lenta para las redes modernas.

El cable Cat4 se utilizó para redes IBM Token Ring y tenía una velocidad de datos de 16 Mbps.

El cable Cat 5 tiene una velocidad de datos de hasta 100 Mbps y se utiliza para redes 10BaseT y 100BaseT (Fast Ethernet) estándar. Actualmente es el cable mínimo reconocido para aplicaciones de redes de datos y puede distribuir señales de datos, vídeo y teléfono hasta 100 metros (328 pies).

El cable Cat 5e es una versión mejorada del cable Cat 5. Se utiliza en redes en funcionamiento y puede alcanzar velocidades de hasta 1000 Mbps gracias a su mayor resistencia a la diafonía, además de transmitir datos a velocidades de hasta 100 Mbps. El cable de categoría 5 tiene mejores especificaciones de ruido. Para el cableado de red Gigabit Ethernet, se recomienda usar cable Cat 5e o superior.

Cable Cat6 estándar para Gigabit Ethernet y otros protocolos de red. Es retrocompatible con los estándares de cable de Categoría 5/5e y Categoría 3, y es compatible con 10BASE-T/100BASE-TX y 1000BASE-T/1000BASE-TX (Gigabit Ethernet). Este cable proporciona mayor ancho de banda y velocidades de transferencia de datos de hasta 1 Gbps a 100 m. Sin embargo, puede alcanzar velocidades de 10 Gbps a distancias más cortas, de hasta 37 m (121 pies), gracias a su blindaje mejorado y mayor ancho de banda. Incluye un separador físico llamado "spline" y blindaje de lámina para reducir la diafonía y las interferencias electromagnéticas.

El cable Cat6a es un cable de categoría 6 “aumentado” con un ancho de banda de hasta 500 MHz.

El Cat7 se creó para permitir la conexión de 10 Gigabit Ethernet a través de 100 m de cableado de cobre. Es retrocompatible con los cables Ethernet Cat5 y Cat6 tradicionales, ofrece especificaciones más estrictas en cuanto a diafonía y ruido del sistema que el Cat6 e incluye blindaje para pares de cables individuales. La especificación Cat7 es un estándar propietario desarrollado por un consorcio de empresas e incluye conectores GG45 patentados y un blindaje robusto.

Cat7a es una versión mejorada de Cat7, capaz de alcanzar velocidades de 40 Gigabits a 50 metros y 100 Gbps hasta 15 metros. Estos estándares tienen una base instalada relativamente pequeña en comparación con otras categorías.

Los cables Cat8 ofrecen el mayor ancho de banda, lo que permite una velocidad de datos máxima de 40 Gbps y un ancho de banda de hasta 2000 MHz. Utilizan blindaje para minimizar las interferencias y son adecuados para redes de alto rendimiento.

Se utilizan comúnmente en centros de datos y redes empresariales para streaming 4K/8K y VR. Este cable ofrece un ancho de banda de hasta 2 GHz (2000 MHz) a lo largo de 30 metros y una velocidad de datos de hasta 40 Gbps. Sus conductores están recubiertos con una lámina para eliminar la diafonía y permitir velocidades de datos prácticamente más altas.

Longitudes máximas para diferentes categorías de cables Ethernet

Las categorías de cables Ethernet tienen diferentes longitudes máximas, determinadas por el tipo de cable y la velocidad de transmisión. La longitud máxima para cada categoría de cable Ethernet es la siguiente:

• Cat5: 100 metros (328 pies)
• Cat5e: 100 metros (328 pies)
• Cat6: 100 metros (328 pies)
• Cat6a: 100 metros (328 pies)
• Cat7: 100 metros (328 pies)
• Cat8: 30 metros (98 pies)

Para ampliar el alcance de una red Ethernet más allá de estos límites, los repetidores, conmutadores u otros dispositivos de red pueden amplificar o regenerar la señal.

Los cables de fibra óptica también son una solución alternativa para tramos de cable largos, ya que tienen mayor capacidad de ancho de banda y pueden transmitir datos a distancias más largas sin atenuación de la señal.

Conectores de cable Ethernet, distribución de pines y Ethercon

Conectores de cable Ethernet estándar

• RJ45 :El conector RJ45, utilizado con cables de par trenzado, tiene ocho pines dispuestos en forma rectangular y es compatible con múltiples estándares Ethernet.

• MTRJ :Este es un conector para cables Ethernet de fibra óptica, combina transmisor y receptor en un solo dispositivo y utiliza casquillo de plástico para conexiones de fibra multimodo.
• LC :Este es un conector de fibra óptica de formato pequeño, utiliza una férula de 1,25 mm para alinear los hilos de fibra y se utiliza para conexiones monomodo y multimodo en centros de datos y redes empresariales.
• ST:  El conector ST es para cables Ethernet de fibra óptica multimodo y utiliza un mecanismo de acoplamiento tipo bayoneta comúnmente utilizado en redes de fibra óptica más antiguas.
• SC: Es un conector de fibra óptica con un mecanismo de acoplamiento push-pull, disponible en versiones monomodo y multimodo, y se utiliza comúnmente en redes empresariales y centros de datos.
• GBIC/SFP :Son conectores para conmutadores y enrutadores Ethernet para proporcionar conectividad a redes de fibra óptica, módulos intercambiables en caliente que se enchufan en una ranura del dispositivo, disponibles en versiones monomodo y multimodo.
• USB: Los adaptadores Ethernet agregan conectividad Ethernet a dispositivos sin un puerto incorporado y convierten el puerto USB en puerto Ethernet, disponibles en varias velocidades para cables de par trenzado y de fibra óptica.

Conectores Ethercon

Los conectores Ethercon son un tipo de conector RJ45 reforzado, diseñado para aplicaciones profesionales de audio, vídeo e iluminación. Están diseñados para soportar entornos hostiles y proporcionar una conexión segura y fiable. Están disponibles en dos tipos:

• Conectores Ethercon Cat5, que son compatibles con cables Ethernet Cat5 y están diseñados para usarse con redes de 10/100 Mbps.
• Los conectores Ethercon Cat6 son adecuados para cables Ethernet Cat6 y están diseñados para usarse con redes Gigabit Ethernet.

Ambos tipos de conectores Ethercon cuentan con un mecanismo de bloqueo que los fija firmemente en su lugar, evitando desconexiones accidentales. La carcasa del conector está fabricada con un material duradero y resistente, como zinc fundido a presión, que los protege contra daños físicos.

Los conectores Ethercon se utilizan comúnmente en eventos en vivo, transmisiones y otras aplicaciones profesionales de audio, video e iluminación donde una conexión Ethernet segura y confiable es fundamental.

También puede utilizar un panel de conexión como una ubicación centralizada para conectar y desconectar cables de red, lo que ayuda a simplificar la gestión de cables y reducir el riesgo de daños o fallas en los cables.

Un panel de conexión es un dispositivo de hardware utilizado en redes informáticas que permite terminar los cables de red y conectarlos a conmutadores, enrutadores u otros dispositivos. El panel de conexión suele constar de un marco metálico que alberga un conjunto de puertos donde se pueden insertar los cables de red y conectarlos a los puertos correspondientes de los dispositivos de red.

Distribución de pines del cable Ethernet

La asignación de pines de un cable Ethernet se refiere a la disposición de los cables y su conexión a los pines de un conector Ethernet. Además de las asignaciones de pines estándar, también existen asignaciones de pines de cable Ethernet especializadas para aplicaciones específicas, como la alimentación a través de Ethernet (PoE) y los cables cruzados Ethernet.

Las distribuciones de pines PoE permiten transmitir energía a través del cable Ethernet, mientras que las distribuciones de pines cruzadas permiten conectar dos dispositivos directamente entre sí sin la necesidad de un conmutador o concentrador.

La asignación de pines determina cómo se transmiten y reciben las señales entre los dispositivos conectados al cable. Los cables Ethernet suelen utilizar un esquema de cableado de par trenzado de cuatro pares, donde cada par de cables tiene un código de color diferente. Estos son los tipos de asignación de pines de los cables Ethernet:

• Distribución de pines directa : Esta es la distribución de pines más común en cables Ethernet para conectar dispositivos de red como computadoras, conmutadores y enrutadores. En una distribución de pines directa, la configuración de pines en un extremo del cable es la misma que en el otro.
• Pinout cruzado : El pinout de un cable Ethernet conecta dos dispositivos similares, como dos computadoras o dos switches, sin necesidad de un concentrador ni un switch. En un pinout cruzado, la configuración de pines en un extremo del cable es la opuesta a la del otro.

• Pinout T1/E1: Este pinout de cable Ethernet conecta las líneas T1 y E1, líneas de transmisión digital utilizadas en telecomunicaciones. El pinout para las líneas T1 y E1 difiere del utilizado para los cables Ethernet estándar.
• Distribución de pines de conmutación : También conocido como cable de consola, esta distribución de pines de cable Ethernet conecta una computadora o terminal al puerto de consola de un router o switch. En una distribución de pines de conmutación, el orden de los cables en un extremo se invierte en el otro.
• Configuración de pines del adaptador Ethernet USB : Esta configuración de pines del cable Ethernet se utiliza con adaptadores Ethernet USB, que permiten añadir conectividad Ethernet a dispositivos sin puerto Ethernet integrado, como portátiles y tabletas. La configuración de pines de los adaptadores Ethernet USB varía según el adaptador.

Las características de los cables Ethernet dependen del tipo de conector utilizado. El conector más común es el RJ45, que tiene ocho pines.

El cable Ethernet estándar suele estar compuesto por par trenzado de categoría 5 (Cat 5) o 6 (Cat 6) con una longitud máxima de 100 metros. Sin embargo, otros tipos de cables Ethernet, como los de fibra óptica y coaxiales, tienen dimensiones y pines diferentes.

Blindaje y tipos de cables Ethernet

Importancia del blindaje de los cables

El blindaje de cables es el uso de materiales y técnicas para proteger los conductores que transportan señales de interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia. Evita interferencias que pueden provocar errores, pérdida de datos y reducción del rendimiento de la red de área local.

El blindaje puede adoptar diferentes formas y se utiliza comúnmente en entornos de transmisión de datos de alta velocidad. También proporciona una barrera entre los conductores y las fuentes externas de interferencias electromagnéticas (EMI/RFI), impidiendo que los conductores actúen como antenas y capten señales no deseadas.

Blindaje de conductores

El blindaje de conductores es una técnica utilizada para proteger los conductores portadores de señales de un cable contra interferencias electromagnéticas externas (EMI) e interferencias de radiofrecuencia (RFI). El blindaje se coloca alrededor de cada conductor para crear una barrera que evita que la interferencia penetre en el cable.

El blindaje de los conductores es un aspecto importante del diseño de cables, ya que protege los conductores que transportan señales de interferencias electromagnéticas, lo que garantiza una transmisión de datos fiable. El tipo de blindaje utilizado depende de la aplicación específica y del nivel de interferencia previsto.

Tipos de blindaje de cables

Blindaje trenzado : Un blindaje trenzado está compuesto por una malla de finos hilos que se tejen alrededor del núcleo del cable. Este blindaje proporciona un alto grado de flexibilidad y reduce eficazmente las interferencias electromagnéticas (EMI) de alta frecuencia.

Blindaje de lámina : Un blindaje de lámina consiste en una fina capa de aluminio o cobre que envuelve el núcleo del cable. El blindaje de lámina reduce eficazmente la interferencia electromagnética (EMI) de alta y baja frecuencia, pero es menos flexible que el blindaje trenzado.

Blindaje Combinado : El blindaje combinado utiliza blindaje trenzado y laminado en un solo cable. Este tipo de blindaje proporciona un alto grado de protección contra EMI de alta y baja frecuencia y se utiliza comúnmente en aplicaciones de transmisión de datos de alta velocidad.

Blindaje del cable coaxial : El cable coaxial tiene un conductor interno y uno externo separados por un material dieléctrico. El conductor externo actúa como blindaje, protegiendo contra interferencias electromagnéticas (EMI). El cable coaxial se utiliza comúnmente en aplicaciones como televisión por cable, internet y comunicaciones por radiofrecuencia.

Blindaje del cable de par trenzado : El cable de par trenzado consta de dos hilos aislados trenzados para reducir la diafonía y la interferencia electromagnética (EMI). El cable de par trenzado blindado (STP) cuenta con una capa adicional de blindaje, generalmente una lámina o blindaje trenzado, para proporcionar protección adicional contra la EMI.

Blindajes en espiral : Consisten en una envoltura helicoidal de un alambre delgado alrededor de los conductores internos. Este tipo de blindaje proporciona una buena cobertura a altas frecuencias y es relativamente flexible.

Blindajes de servicio : Los blindajes de servicio consisten en una serie de cables internos trenzados alrededor de los conductores. Este tipo de blindaje proporciona una buena cobertura a altas frecuencias y, además, es relativamente flexible.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencian los estándares de cableado T568A y T568B?

Tanto T568A como T568B son esquemas de cableado estándar para cables de conexión Ethernet. La principal diferencia entre ellos radica en el orden de los cables de color en el conector. Los pares verde y naranja alternan posiciones entre los dos estándares, pero ambos pueden utilizarse en la mayoría de las aplicaciones. Es importante utilizar el mismo estándar de cableado en ambos extremos del cable para un funcionamiento correcto.

¿Cuáles son los principales tipos de blindaje utilizados en los cables Ethernet?

Los cables Ethernet pueden tener blindaje para reducir la interferencia electromagnética (EMI). Los cables de par trenzado sin blindaje (UTP) no tienen blindaje, ya que se basan únicamente en el trenzado de pares de hilos para eliminar la diafonía. Los cables de par trenzado blindado (STP) tienen una capa adicional de blindaje alrededor de los pares individuales o de todo el cable, lo que proporciona mayor protección contra la EMI.

¿Cómo afectan los niveles de voltaje de la señal Ethernet al rendimiento del cable?

Los niveles de voltaje de la señal Ethernet afectan la relación señal-ruido y el rendimiento general del cable. Un voltaje más alto puede ayudar a minimizar el impacto del ruido y las interferencias, lo que mejora la calidad de la transmisión de datos. La mayoría de los dispositivos Ethernet utilizan señalización diferencial, que ayuda a rechazar el ruido de modo común y mejora el rendimiento general del sistema de cableado.

¿Cuáles son las mejores prácticas para la instalación del cableado de red?

Para garantizar una instalación de cableado de red exitosa es necesario seguir varias prácticas recomendadas:

• Planifique su diseño, teniendo en cuenta la longitud de los cables, los requisitos de energía y las expansiones futuras.
• Utilice el tipo de cable y la categoría de rendimiento adecuados para su aplicación específica.
• Siga el estándar de cableado T568A o T568B de manera constante durante toda la instalación.
• Instale sistemas adecuados de gestión de cables, como bandejas o bastidores para cables, para mantener los cables organizados y protegidos.
• Pruebe y etiquete cada conexión para simplificar la resolución de problemas y el mantenimiento.
• Evite pasar cables Ethernet cerca de fuentes de interferencia eléctrica, como conductos eléctricos o tuberías de riego.