El cable de par trenzado es uno de los medios de transmisión más comunes en redes de área local (LAN) debido a su economía, facilidad de instalación y capacidad de transmitir datos a velocidades aceptables en distancias cortas.
El par trenzado consiste en pares de hilos de cobre que están trenzados entre sí. La técnica de trenzado ayuda a minimizar la interferencia electromagnética y la diafonía (interferencia entre pares). Cada cable está aislado, y los pares se trenzan para reducir las interferencias externas y mejorar la calidad de la señal.
Cada cable de par trenzado contiene:
Hilos de cobre: Son los conductores de la señal de datos. Cada par consiste en dos hilos, donde uno lleva la señal y el otro actúa como tierra.
Aislamiento de cada hilo: Protege los hilos de los demás y minimiza el ruido.
Trenzado de los pares: La técnica de trenzado reduce la interferencia y la diafonía entre pares.
Apantallamiento (en STP): Cubre los pares o el cable entero para protegerlo de interferencias externas.
Existen dos tipos principales de cables de par trenzado, que se clasifican en función de su nivel de protección contra interferencias:
Cable sin apantallamiento. Es más económico y fácil de instalar, pero es menos resistente a las interferencias electromagnéticas. Es ampliamente utilizado en redes LAN, sobre todo en aplicaciones domésticas y en pequeñas oficinas.
Cable con apantallamiento. Cada par de hilos tiene una capa de blindaje (malla metálica o lámina) para protegerlo contra interferencias externas. Ofrece una mayor resistencia a las interferencias y es adecuado para entornos industriales o zonas con alto nivel de interferencias electromagnéticas.
Las categorías del cable de par trenzado indican la calidad del cable, la frecuencia máxima que pueden soportar y las velocidades de transmisión compatibles. Las categorías más comunes incluyen:
Cat 3: Frecuencia máxima de 16 MHz, velocidad de hasta 10 Mbps. Utilizado principalmente en sistemas de telefonía.
Cat 5: Frecuencia máxima de 100 MHz, velocidad de hasta 100 Mbps. Aún se usa en redes básicas.
Cat 5e (Enhanced): Mejorado para reducir la diafonía. Frecuencia de 100 MHz, soporta hasta 1 Gbps.
Cat 6: Frecuencia de 250 MHz, permite hasta 1 Gbps en distancias de hasta 100 metros, y 10 Gbps en distancias más cortas.
Cat 6a (Augmented): Frecuencia de 500 MHz, soporta 10 Gbps en distancias de hasta 100 metros.
Cat 7 y superiores: Ofrecen frecuencias de hasta 600 MHz (Cat 7) y 1000 MHz (Cat 7a), soportando hasta 10 Gbps en 100 metros, con doble apantallamiento.
El conector estándar utilizado en la mayoría de cables de par trenzado es el RJ-45. Este conector tiene ocho pines y se utiliza principalmente para Ethernet. La disposición de los cables en el conector puede seguir los estándares TIA/EIA-568A o TIA/EIA-568B.
Ventajas
Económico: Es una de las opciones más asequibles en comparación con otros tipos de cables.
Fácil de instalar: Su flexibilidad y la disponibilidad de conectores RJ-45 facilitan la instalación.
Buena velocidad para distancias cortas: Especialmente en categorías superiores (Cat 5e y Cat 6).
Compatibilidad: Es compatible con la mayoría de equipos de red (routers, switches, etc.).
Desventajas
Limitación en distancias largas: La señal se debilita en distancias superiores a los 100 metros.
Susceptible a interferencias (en UTP): Aunque el trenzado ayuda a reducirlas, no es completamente inmune a interferencias electromagnéticas.
Menor velocidad en comparación con la fibra óptica: Aunque el Cat 6a y Cat 7 alcanzan altas velocidades, siguen estando por debajo de las capacidades de la fibra.
Redes de área local (LAN): Los cables de par trenzado son el estándar en la mayoría de instalaciones de LAN, debido a su costo y efectividad en distancias cortas.
Telefonía: Los cables de par trenzado de baja categoría (Cat 3) todavía se usan en sistemas de telefonía.
Conexiones de Internet: En entornos domésticos y pequeñas oficinas, los cables de par trenzado son utilizados para conectar módems y routers.
Evitar doblar excesivamente el cable: Doblarlo en ángulos cerrados puede dañar los conductores internos.
No exponer el cable a fuentes de interferencia: Mantenerlo alejado de otros cables eléctricos y de dispositivos que puedan generar interferencias.
Respetar la distancia máxima: Utilizar extensores o repetidores si la distancia supera los 100 metros.
Seleccionar la categoría adecuada: Usar la categoría que se adapte a las necesidades de velocidad y capacidad de transmisión de la red.
El cable de par trenzado, aunque es una opción popular y económica en redes locales, presenta ciertas vulnerabilidades que pueden comprometer la seguridad, integridad y eficiencia de la transmisión de datos.
Susceptibilidad a Interferencias Electromagnéticas (EMI) y de Radiofrecuencia (RFI). Los cables de par trenzado no blindados (UTP) son especialmente vulnerables a interferencias de dispositivos eléctricos y electrónicos cercanos, lo que puede distorsionar la señal y provocar pérdida de datos o degradación de la calidad.
La diafonía (Crosstalk), o interferencia entre los pares dentro del mismo cable, es un problema recurrente en cables de par trenzado.
El par trenzado tiene una distancia máxima recomendada de 100 metros, tras la cual la señal pierde calidad y es susceptible de sufrir errores.
En redes Fast Ethernet (100BASE-TX), se utilizan dos pares de los cuatro disponibles en el cable de par trenzado:
Par 1 (naranja): Transmisión (TX).
Par 2 (verde): Recepción (RX).
Los pares no utilizados (azul y marrón) quedan libres y no transmiten datos.
Ejemplo de funcionamiento:
El par de transmisión envía señales desde el dispositivo emisor hacia el receptor.
El par de recepción transporta las señales del receptor hacia el emisor.
En redes Gigabit Ethernet (1000BASE-T), se utilizan los cuatro pares del cable para la transmisión y recepción simultánea de datos. Cada par realiza funciones de transmisión y recepción (full-duplex) mediante el uso de técnicas avanzadas de modulación.
Par 1 (naranja): Transmisión/recepción.
Par 2 (verde): Transmisión/recepción.
Par 3 (azul): Transmisión/recepción.
Par 4 (marrón): Transmisión/recepción.
Esto permite aumentar significativamente el ancho de banda, ya que todos los pares contribuyen al flujo de datos.
Los pares en un cable de par trenzado trabajan con un diseño diferencial, lo que significa que:
Una señal positiva se transmite por un hilo del par.
Una señal negativa (inversa) se transmite por el otro hilo.
Ventajas del diseño diferencial:
Cancelación de ruido electromagnético: Las interferencias afectan por igual a ambos hilos del par. Al sumar las señales, el ruido se cancela.
Reducción de la diafonía: Al estar trenzados, los hilos reducen la interferencia entre pares cercanos.