Este documento describe diferentes aspectos relacionados con las señales y el ruido en cables de cobre y fibra óptica. Explica que las señales en cables de cobre se representan por niveles de voltaje, mientras que en fibra óptica se usa la intensidad de la luz. También habla sobre la atenuación causada por discontinuidades en la impedancia de los cables de cobre y los diferentes tipos de diafonía como NEXT, FEXT y PSNEXT. Finalmente, menciona los estándares de prueba de cables y algunos parámetros

1. Contenido de la Clase
4.2 Señales y ruido
Clase 08 • 4.2.1 Señales en cables de cobre y fibra óptica
• 4.2.2 Atenuación y pérdida de inserción en medios de
cobre
• 4.2.3 Fuentes de ruido en medios de cobre
• 4.2.4 Tipos de diafonía
Prueba de cables • 4.2.5 Estándares de prueba de cables
• 4.2.6 Otros parámetros de prueba
• 4.2.7 Parámetros basados en tiempo
4.2 Señales y ruido • 4.2.8 Prueba de fibra óptica
• 4.2.9 Un nuevo estándar
David Chávez Muñoz 2
4.2.1 Señales en cables de cobre y fibra óptica Señales en cables de cobre y fibra óptica
• En los cables de cobre, las señales de datos se • Ethernet admite velocidades de miles de millones de bits
representan por niveles de voltaje que representan unos y por segundo.
ceros binarios.
• Cada bit debe ser reconocido, aun cuando su duración sea
• Los niveles de voltaje se miden respecto de un nivel de muy breve.
referencia de cero voltios tanto en el transmisor como en el
receptor. • Es necesario retener lo más posible la potencia original de
• Este nivel de referencia se denomina tierra de señal. la señal, a medida que la señal recorre el cable y atraviesa
los conectores.
• Es importante que tanto el dispositivo transmisor como el
receptor hagan referencia al mismo punto de referencia de • Anticipándonos a protocolos de Ethernet cada vez más
cero voltios. veloces, las nuevas instalaciones de cables se deben
• Cuando es así, se dice que están correctamente hacer con los mejores cables, conectores y dispositivos de
conectados a tierra. interconexión disponibles.
David Chávez Muñoz 3 David Chávez Muñoz 4

2. Señales en cables de cobre y fibra óptica Cable de fibra óptica
• Existen dos tipos básicos de cables de cobre: • Se usa para transmitir señales de datos mediante una
• Blindados tecnología que aumenta y disminuye la intensidad de la luz
para representar unos y ceros binarios.
• No blindados • La intensidad de una señal luminosa no disminuye tanto
• En los cables blindados, el material de blindaje protege la como la intensidad de una señal eléctrica sobre una tramo
señal de datos de las fuentes externas de ruido, así como de igual longitud.
de ruido generado por señales eléctricas dentro del cable. • Las señales ópticas no se ven afectadas por el ruido
Ejemplo: Cable Coaxial. eléctrico, y no es necesario conectar la fibra óptica a tierra.
• Existen dos tipos de cables de par trenzado: • Por lo tanto, se suele usar fibra óptica entre edificios y
• par trenzado blindado (STP) y entre pisos de un mismo edificio.
• par trenzado no blindado (UTP).
• A medida que disminuyen los costos y aumenta la
demanda de velocidad, la fibra óptica se usa cada vez más
en los medios LAN.
David Chávez Muñoz 5 David Chávez Muñoz 6
4.2.2 Atenuación y pérdida de inserción en Atenuación y pérdida de inserción en
medios de cobre medios de cobre
• La impedancia normal, o característica, de un cable Cat5 es de • La discontinuidad en la impedancia provoca atenuación
100 ohmios. porque una porción de la señal transmitida se volverá a
• Si un conector no está instalado correctamente en Cat5, tendrá un reflejar en el transmisor, como si fuera un eco.
valor de impedancia distinto al del cable. Esto se conoce como • Esto se complica si ocurren otras discontinuidades que
discontinuidad en la impedancia o desacoplamiento de impedancias. hacen que más porciones de la señal restante se vuelvan
a reflejar en el transmisor.
• Cuando el retorno de este reflejo choca con la primera
discontinuidad, parte de la señal rebota en dirección de la
señal original, creando múltiples efectos de eco.
• Los ecos chocan con el receptor a distintos intervalos,
dificultando la tarea de detectar con precisión los valores
de datos de la señal.
• A esto se lo conoce como fluctuación, y genera errores en
los datos.
David Chávez Muñoz 7 David Chávez Muñoz 8

3. Pérdida de inserción 4.2.3 Fuentes de ruido en medios de cobre
• Es la combinación de los efectos de una señal atenuada • La certificación TIA/EIA-568-B de un cable exige que se hagan
con las discontinuidades en la impedancia en un enlace de pruebas de varios tipos de ruido.
comunicación
• El correcto funcionamiento de una red depende de una
impedancia característica y constante en todos los cables
y conectores, sin discontinuidades en la impedancia a lo
largo de todo el sistema de cables.
Al colocar conectores en los extremos de los cables UTP, se debe
minimizar el destrenzado de los pares de hilos para asegurar una
comunicación confiable en la LAN.
David Chávez Muñoz 9 David Chávez Muñoz 10
Diafonía o CrossTalk Diafonía o CrossTalk
• Es la transmisión de señales de un hilo a otro hilo vecino. • Los instrumentos de prueba de cables miden la diafonía aplicando una
• Cuando cambia el voltaje en un hilo, se genera energía señal de prueba a un par de hilos.
electromagnética. • El analizador de cables mide la amplitud de las señales diafónicas no
• El hilo transmisor irradia esta energía como una señal de radio de un deseadas inducidas sobre los otros pares de hilos del cable.
transmisor. • Los cables de par trenzado están diseñados para aprovechar los
• Los hilos adyacentes del cable funcionan como antenas que reciben la efectos de la diafonía para minimizar el ruido.
energía transmitida, lo que interfiere con los datos transmitidos en – En los cables de par trenzado, se utiliza un par de hilos para
esos hilos. transmitir una señal.
• Las señales de cables diferentes pero circundantes también pueden – El par de hilos está trenzado de tal modo que cada hilo
causar diafonía. experimenta una diafonía similar.
• Cuando la diafonía es provocada por una señal de otro cable, se – Como una señal de ruido en un hilo aparecerá en forma idéntica en
conoce como acoplamiento de diafonía. el otro hilo, es fácil detectar este ruido y filtrarlo en el receptor.
• La diafonía es más destructiva a mayor frecuencias de transmisión.
David Chávez Muñoz 11 David Chávez Muñoz 12

4. 4.2.4 Tipos de diafonía Paradiafonía (NEXT)
• Existen tres tipos distintos de diafonía: • La paradiafonía (NEXT) se computa como la relación entre la amplitud
• Paradiafonía (NEXT) de voltaje de la señal de prueba y la señal diafónica, medida en el
mismo extremo del enlace.
• Telediafonía (FEXT)
• Esta diferencia se expresa como un valor negativo en decibelios (dB).
• Paradiafonía de suma de potencia (PSNEXT) • Los números negativos bajos indican más ruido.
• Tradicionalmente, los analizadores de cables no muestran el signo de
menos que indica los valores NEXT negativos. Una lectura NEXT de
30 dB (que en realidad indica –30 dB) indica menos ruido NEXT y una
señal más limpia que una lectura NEXT de 10 dB.
• El NEXT se debe medir de par en par en un enlace UTP, y desde
ambos extremos del enlace.
David Chávez Muñoz 13 David Chávez Muñoz 14
NEXT Telediafonía (FEXT)
• Debido a la atenuación, la diafonía que ocurre a mayor
distancia del transmisor genera menos ruido en un cable
que la NEXT.
• A esto se le conoce como telediafonía, o FEXT.
• El ruido causado por FEXT también regresa a la fuente,
pero se va atenuando en el trayecto.
• Por lo tanto, FEXT no es un problema tan significativo
como NEXT.
David Chávez Muñoz 15 David Chávez Muñoz 16

5. FEXT Paradiafonía de suma de potencia (PSNEXT)
• La Paradiafonía de suma de potencia (PSNEXT) mide el
efecto acumulativo de NEXT de todos los pares de hilos
del cable.
• PSNEXT se computa para cada par de hilos en base a los
efectos de NEXT de los otros tres pares.
• El efecto combinado de la diafonía proveniente de
múltiples fuentes simultáneas de transmisión puede ser
muy perjudicial para la señal.
• En la actualidad, la certificación TIA/EIA-568-B exige esta
prueba de PSNEXT.
David Chávez Muñoz 17 David Chávez Muñoz 18
PSNEXT Paradiafonía de suma de potencia (PSNEXT)
• Algunos estándares de Ethernet, como 10BASE-T y 100
BASE-TX, reciben datos de un solo par de hilos en cada
dirección.
• Pero para las tecnologías más recientes como 1000
BASE-T, que reciben datos simultáneamente desde
múltiples pares en la misma dirección, las mediciones de
suma de potencias son pruebas muy importantes
David Chávez Muñoz 19 David Chávez Muñoz 20

6. 4.2.5 Estándares de prueba de cables • El estándar de Ethernet especifica que cada pin de un
conector RJ-45 debe tener una función particular.
• El estándar TIA/EIA-568-B – Paradiafonía (NEXT) • Por ejemplo, una NIC 100BASE-T:
especifica diez pruebas que un – Paradiafonía de suma de transmite señales en los pins 1 y 2, y
cable de cobre debe pasar. potencia (PSNEXT) recibe señales en los pins 3 y 6.
• Se deben probar todos los – Telediafonía del mismo nivel
enlaces de cables a su (ELFEXT)
calificación más alta aplicable a – Telediafonía del mismo nivel
la categoría de cable que se de suma de potencia
está instalando. (PSELFEXT)
• Los diez parámetros de prueba – Pérdida de retorno
TIA/EIA son:
– Retardo de propagación
– Mapa de cableado
– Longitud del cable
– Pérdida de inserción
– Sesgo de retardo
David Chávez Muñoz 21 David Chávez Muñoz 22
Fallas Fallas
• Falla de par invertido
• Circuito abierto ocurre cuando un par de hilos está correctamente instalado en un
ocurre cuando un hilo no está correctamente unido al conector, pero invertido en el otro conector.
conector. Si el hilo blanco/naranja se termina en el pin 1 y el hilo naranja se
termina en el pin 2 en uno de los extremos de un cable, pero de forma
• Cortocircuito
invertida en el otro extremo, entonces el cable tiene una falla de par
ocurre cuando dos hilos están conectados entre sí en el invertido.
mismo extremo (NE, FE)
David Chávez Muñoz 23 David Chávez Muñoz 24

7. Fallas Fallas
• Falla de cableado de par dividido • Falla de cableado de pares transpuestos
ocurre cuando un hilo de un par se se producen cuando un par de hilos se conecta a pines
cruza con un hilo de un par completamente diferentes en ambos extremos.
diferente. Comparar esto con un par invertido, en donde el mismo
Esta mezcla entorpece el proceso par de pines se usa en ambos extremos.
de cancelación cruzada y hace el
cable más susceptible a la diafonía
y la interferencia.
Un par dividido da lugar a dos
pares transmisores o receptores,
cada uno con dos hilos no
trenzados entre sí.
David Chávez Muñoz 25 David Chávez Muñoz 26
4.2.7 Parámetros basados en tiempo 4.2.8 Prueba de fibra óptica
• Retardo de propagación • Enlace de fibra óptica:
es una medición simple del tiempo que tarda una señal en consta de dos fibras de vidrio separadas que funcionan
recorrer el cable que se está probando. como recorridos de datos independientes.
• El retardo en un par de hilos depende de su longitud,
trenzado y propiedades eléctricas. • Una fibra transporta las señales transmitidas en una
dirección, en tanto que la otra transporta señales en
• Los retardos se miden con una precisión de centésimas de dirección contraria.
nanosegundos (10-9 s).
• El estándar TIA/EIA-568.B establece un límite para el Cada fibra de vidrio está cubierta por un revestimiento que
retardo de propagación para las diversas categorías de no permite el paso de la luz, por lo tanto los cables de fibra
UTP. óptica no presentan problemas de diafonía.
• Las mediciones de retardo de propagación son la base
para las mediciones de longitud de cable.
David Chávez Muñoz 27 David Chávez Muñoz 28

8. Prueba de fibra óptica Categorías de Cableado
• La interferencia eléctrica desde el exterior, o ruido, no • Cable coaxial
afecta los cableados de fibra óptica. Se produce usada para ARCNET y 10BASE-2 Ethernet (thinnet)
atenuación en los enlaces de fibra óptica, pero en menor • Cat 1
medida que en los cables de cobre. No reconocida actualmente por TIA/EIA, usada para
• Los enlaces de fibra óptica están sujetos al equivalente POTS, ISDN e intercomunicadores
óptico de la discontinuidad en la impedancia de UTP • Cat 2
No reconocida actualmente por TIA/EIA, para redes
TokenRIng de 4Mbps.
• Cat 3
Definida en TIA/EIA-568-B, para redes de datos de hasta
16MHz y 10 Mbps ethernet.
David Chávez Muñoz 29 David Chávez Muñoz 30
Categorías de Cableado 4.2.9 Un nuevo estándar: Cat 6
• Cat 4 • El 20 de junio de 2002, se publicó el suplemento para la
No reconocida por TIA/EIA, trabaja hasta 20 MHz, usada Categoría 6 (o Cat 6) en el estándar TIA-568.
en redes token ring 16Mbit/s • El título oficial del estándar es ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1.
• Cat 5 • Categoría 6a
No reconocida por TIA/EIA , performance hasta 100MHz, • Opera a frecuencias hasta de 500 MHz y provee hasta
usada en redes ethernet 100Mbit/s networks. Apropiada 10 Gbit/s de throughput
para redes 1000BASE-T gigabit ethernet.
• Cat 5e
Definida en TIA/EIA -568-B. Provee performance hasta
125MHz, usasa para redes 100Mbit/s y gigabit ethernet.
David Chávez Muñoz 31 David Chávez Muñoz 32

9. David Chávez Muñoz 33