Cable de cobre ethernet vs fibra óptica y fibra óptica plástica (POF)

La fibra óptica plástica (POF) es una tecnología bastante nueva, y que como vamos a ver, ofrece muchas ventajas sobre la fibra óptica tradicional (monomodo o multimodo) y sobre el cableado ethernet UTP de cobre y conector rj45.

Cuando queremos enlazar varios equipos y montar una red tenemos varias maneras de hacerlo: a través de una red inalámbrica por wifi o con una red cableada.

Si lo hacemos a través de una red inalámbrica ya sabemos los problemas que esto supone por los problemas de cobertura, baja velocidad de transferencia y poca estabilidad de la conexión. A no ser que tengas una buena red mesh es muy complicado poder aprovechar la velocidad que nos ofrece nuestro proveedor de internet (ISP)

Mi consejo es utilizar siempre que se pueda una red cableada. Es mucho más estable y las velocidades de transferencia son mucho mas altas que por wifi. Si nos decantamos por una red cableada tenemos 2 opciones: cable de cobre UTP y cable de fibra óptica. Vamos a ver las diferencias, pros y contras que hay entre ellas.

Cable ethernet UTP de cobre

Uno de los problemas de montar una red cableada suele ser pasar los cables de un punto a otro en una casa para uso doméstico o en una empresa u oficina. Generalmente no tenemos conductos libres y debemos utilizar los propios tubos de los cables eléctricos. Lo normal es que estos tubos estén bastante llenos y el cable UTP sea complicado de pasar debido a su grosor y rigidez.

Debo avisar que por normativa está prohibido pasar cable ethernet UTP por los conductos eléctricos, pero es habitual hacerlo porque, quitado en casas de nueva construcción, no tenemos un circuito independiente para las telecomunicaciones.

Dejando de lado los problemas de pasar físicamente el cable ethernet de un punto a otro, el cable UTP presenta 2 problemas más:

• Pérdida de potencia eléctrica con la distancia
• Las interferencias electromagnéticas producidas por los cables eléctricos, fluorescentes, microondas o cualquier elemento electrónico.

Pérdida de información por distancia

Como ya sabemos en informática los datos se representan mediante una sucesión de ceros y unos. Es lo que se llama un sistema binario. Estos ceros y unos se envían a través del cobre mediante pulsos de tensión. Estas variaciones de tensión representan un cero o un uno.

Estas señalizaciones o fluctuaciones de tensión que transportan la información dentro del cobre del cable ethernet pierden potencia con la distancia. Si por ejemplo el emisor envía un pico de tensión para indicar un "1", pero el receptor está muy lejos y la señal le llega muy debilitada, puede que no sea capaz de distinguir si le llega un "0" o un "1" y se pierda la información.

Imagina que para enviar un "1" lo que hace el sistema es enviar un pulso de 4 voltios. Al principio del cable en el emisor tenderemos 4 voltios, pero con la distancia el cobre hace que esa señal se debilite y por ejemplo al receptor podría llegarle un pulso de 1,5v en vez de los 4v originales. El receptor en este caso al recibir un pico de tensión mucho menor de lo establecido podría no distinguir si es un cero o un uno y hacer una lectura errónea.

Cuanto mayor sea la distancia y peor calidad del cable, mayor será cada de tensión y por lo tanto la pérdida de información.

Pérdida de información por interferencias electromagnéticas (diafonía)

Las interferencias electromagnéticas es uno de los mayores problemas a los que se enfrenta una transmisión de datos por un cable.

Cuando a un conductor le llega una onda electromagnética induce en él una corriente eléctrica. De hecho así funciona una antena y este es el principio de funcionamiento de la radio. El emisor hace que una corriente fluctúe en un conductor y así genera una onda electromagnética Por otro lado, el receptor tiene otro conductor que cuando le llega dicha onda induce a su vez otra corriente eléctrica y tratándola adecuadamente la llevamos a un altavoz para escuchar la emisión.

Volviendo a nuestro caso de una transmisión de datos a través de un cable, las corrientes inducidas en nuestro cable pueden distorsionar la señal que le llega al receptor porque se suma a la que envía el emisor. Este efecto se llama "diafonía" y es un auténtico quebradero de cabeza.

En el ambiente hay ondas electromagnéticas fuera de nuestro control producidas por toda clase de dispositivos electrónicos, los microondas, fluorescentes, los propios cables eléctricos de la casa, etc,... Todos estos elementos generan inducen corrientes eléctricas en el cobre de nuestros cables ethernet.

Para paliar el problema de la diafonía tenemos 2 opciones:

• Envolver los cables con una cubierta metálica (generalmente papel de aluminio) para producir un efecto de apantallamiento
• Trenzar los cables por pares

Apantallamiento

Al envolver los cables con una cubierta metálica los que buscamos es amortiguar o eliminar las ondas electromagnéticas para que no lleguen al cobre de nuestros cables.

Dependiendo del tipo de apantallamiento los cables designan con diferentes nombres. Ahora no voy a pararme a explicar los tipos de cableado que tenemos, lo dejo para más adelante. Aquí te dejo una imagen para que te hagas una idea.

Trenzado

Otra solución para solucionar los problemas generados por la diafonía es enroscar los hilos de cobre del cable por pares uno sobre otro para que las corrientes inducidas por las ondas electromagnéticas se anulen entre sí.

Cuando trenzamos una hilo sobre otro hacemos que las corrientes inducidas en la pareja de cables sea igual y de signo contrario, por lo que se contrarrestan y se anulan. Es por esto que en un cable ethernet van 8 hilos de cobre trenzados por parejas y más de una vez habrás escuchado llamarlo como "par de cobre trenzado".

Con el apantallamiento y el trenzado de los cables se pude paliar en gran medida los problemas de diafonía y asegurar la transmisión de los datos. El mayor inconveniente de estas medidas es el aumento del grosor del cable.

Problemas por deformación del cable ethernet

Estas medidas que te acabo de explicar son así en un entorno ideal, pero muchas veces cuando metemos el cable por los conductos de la luz se producen tirones y forzamos el cable haciendo que el trenzado de los pares de cobre se deforme. Cuando esto sucede se rompe la simetría del trenzado y las corrientes no se anulan entre sí porque ya no son iguales. Es algo inevitable, porque los conductos de la luz pueden tener codos con un radio de giro demasiado cerrado, partes del tubo que están chafadas o porque los tubos van ya muy llenos y el cable ethernet pasa demasiado justo.

En un latiguillo también pueden producirse deformaciones del trenzado porque pisamos el cable, lo pillamos con la para de una mesa, le damos tirones,... pero como su distancia es mucho más corta que en una instalación no suele ser tan problemático.

Finalmente deberemos tener en cuenta que una vez pasado el cable deberemos colocarle el conector (Rj45). Este proceso se llama crimpado y deberemos asegurarnos que lo hacemos de manera correcta para no sufrir pérdida de rendimiento por una mala conexión entre el conector y el cable.

Fibra óptica

La gran ventaja que ofrece la fibra óptica  frente al cobre es que es inmune a las interferencias electromagnéticas. Una red de fibra óptica básicamente funciona inyectando un haz de luz en vez de un pulso eléctrico para transportar la información en forma de ceros y unos. A la luz no le afectan las interferencias electromagnéticas y además es menos sensible a la pérdida de "potencia” con la distancia. Podemos pasarla entre medio del resto de los cables eléctricos sin preocuparnos por las interferencias. Repito, no lo permite la normativa pero se hace habitualmente.

Tipos de fibra óptica

Hay muchos tipos de cables de fibra óptica en función del grosor del núcleo, de la longitud de onda del haz de luz y de la manera por la que viaja la luz en su interior. Tenemos la fibra óptica monomodo, multimodo y plástica que veremos más adelante. Ahora no voy a detenerme a explicar la diferencia entre ellas porque lo dejo para el curso de redes desde cero que puedes encontrar en este blog.

Los cables de fibra óptica son mucho más delgados que los de cobre. De hecho el núcleo, que es por donde viaja la luz, es más delgado que un cabello humano. El cable es más grueso porque lleva varias capas para protegerlo porque el núcleo es muy frágil, pero aun así sigue siendo mucho más delgado que el de cobre.

Instalación de fibra óptica

Aunque el cable óptico es más delgado que el de cobre, el problema que podemos encontrarnos a la hora de pasarlo por los tubos la luz en una casa es el tamaño de los conectores. Los conectores engrosan el cable y podemos dañarlos si los forzamos. Al contrario que en los cables de cobre, los conectores fibra no son fáciles de colocar.

Así como en una red de cobre el conector es universal porque siempre utilizamos el Rj45 (hay otros conectores pero son muy poco utilizados), cuando hablamos de fibra óptica tenemos una gran variedad de conectores y además hacen falta herramientas muy caras para su inserción. En este aspecto el cable de cobre gana al óptico.

Podemos comprar un cable de fibra ya hecho con la longitud requerida y sus correspondientes conectores en cada extremo. Si al tiempo de pasar el cable estropeamos el conector deberemos sacarlo y tirarlo a la basura porque ya no es posible volver a fusionarlo, por lo menos para una persona que no tenga las herramientas y conocimientos necesarios.

Transceptores

Con la instalación del cable no basta porque los equipos electrónicos no entienden las señales luminosas, funcionan variaciones de tensión o intensidad eléctrica. Por ello deberemos utilizar un hardware que convierta esas señales luminosas en señales eléctricas. Estos dispositivos se llaman transceptores. Dependiendo del tipo de conector óptico que tengamos necesitaremos un transceptor u otro.

En una red de fibra como es lógico deberemos utilizar equipos que tengan la posibilidad de insertar estos transceptores (conectores SFP o SFP+ si son conexiones de 10 Gbps) o que  tengan el transceptor incorporado para conectar directamente el cable de fibra.

Como puedes ver una instalación de fibra óptica tiene cierta complejidad porque necesitamos elementos de hardware que no son habituales en una red doméstica o en una PyME.

Vídeo cableado de cobre vs fibra óptica y fibra plástica (POF)

En este vídeo te explico esto con mayor profundidad la diferencias, pros y contras de los cables de cobre ethernet UTP frente a los de fibra óptica.

Fibra optica plástica (FOP)

La fibra óptica plástica, también llamada FOP por su acrónimo, tiene las ventajas de la "fibra tradicional" (monomodo o multimodo) y del par de cobre trenzado. No le afectan las interferencias electromagnéticas y el cable es delgado como la fibra y su conexionando es muy sencillo como con el cobre porque no necesita conectores.

El núcleo de la FOP es un poco más grueso que el de la fibra monomodo o multimodo.El cable viene sin conectores, se corta la medida necesaria con una pequeña tijera que adjunta el fabricante y la conexión se hace directamente metiendo el cable en un dispositivo llamado "conversor de medios". Así de fácil, sin necesidad de conocimientos previos ni de usar caras herramientas.

El conversor de medios es un todo en uno porque integra el transceptor y un switch con varios puertos rj45, es decir, le entra el cable de fibra y disponemos de varios puertos donde podemos conectar dispositivos con un latiguillo ethernet estándar.

El switch que incorpora el conversor de medios es capaz de ofrecer lo que se llama "capacidad del cable", es decir, entrega velocidad gigabit real sin pérdida en todos sus puertos. Como demás es un switch completo de capa 2 (modelo OSI), cada vez que le llegan datos por el cable de fibra plástica los regenera creando un paquete (trama) de información nuevo. Cuando los datos salen hacia un dispositivo a través de un puertos rj45 o hacia otro conversor de medios a través de otro cable de fibra plástica, se garantiza la integridad de los datos porque son regentados y no simplemente retransmitidos.

Distancia máxima de la fibra óptica plástica (FOP)

Actelser es el principal fabricante de esta fibra óptica plástica (FOP) y  garantiza una velocidad gigabit sin pérdida hasta los 50m de distancia. Si necesitamos enlazar 2 puntos alejados más de 50m bastará con poner en serie varios conversores de medios. Como en cada salto de un conversor a otro se regenera la información no sufriremos pérdida de datos ni el reenvío de paquetes con la consiguiente pérdida de rendimiento. Es tan sencillo como colocar un conversor tras otro.

Fibra óptica plástica con distancias superiores

Para cubrir distancias superiores a 50m con la fibra óptica plástica sin enlazar varios conversores de medios existe otro método penalizando la velocidad de transferencia. Al aumentar la distancia del enlace bajamos la velocidad hasta llegar a los 100Mbps en vez de la velocidad gigabit. Esta una opción muy interesante para empresas porque en la mayoría de los casos con 100Mbps es más que suficiente y las distancias pueden ser mayores de 50m. De hecho podemos llegar a realizar enlaces de hasta 150m.

Como este es un caso especial de uso lo dejo para más adelante para otro post y vídeo.

Kits fibra óptica plástica 

Actelser vende unos kits con todo lo que te hace falta para poder realizar tú mismo la instalación de fibra en tu casa.

Con el kit básico de fibra óptica plástica Snap Data tienes 2 conversores con sus fuentes de alimentación, 20m de cable y la tijera de corte. En la mayoría de los casos este kit es suficiente porque nos permite llevar una conexión gigabit desde el router a otra habitación o a otra planta de la casa. Si necesitáramos un cable más largo deberíamos ponernos en contacto con ellos porque pueden suministrarnos la distancia que queramos.

• Kit básico: https://amzn.to/35oIxuv

El Kit dúplex de fibra óptica plástica Snap Data está pensado para casas con 3 plantas o si queremos llevar conectividad a 2 puntos de la casa. Además del kit básico incorpora un conversor con un entrada y salida de fibra para poder poner 2 conversores en serie. En este kit en vez de 20m viene 40 mts de cable.

• Kit dúplex : https://amzn.to/3ijt0jk

Finalmente está el kit premium Snap Data que viene con 120m de cable POF y conversores para 5 puntos de acceso.

• Kit premium Snap Data: https://amzn.to/35n8Q47

Fibra óptica plástica vs fibra monomodo o multimodo

Aunque a simple vista el precio de la fibra óptica plástica te pueda parecer caro, piensa que cada conversor de medios lleva incorporado un transceptor y un switch. Para realizar un montaje similar con fibra óptica monomodo o multimodo necesitaríamos 2 switches con al menos un puerto SFP, 2 transceptores y el cable, por lo que la instalación se encarece y es bastante más compleja.

Además deberemos tener en cuenta que en la POF el cable lo pasamos sin los conectores porque no tiene, mientras que en la fibra clásica tenemos que pasar el cable por el tubo con sus conectores sin dañarlos. Si los dañamos deberemos comprar otro cable y tratar de pasarlo sin volver a dañarlo.

Si estás pensando en dar el salto a la fibra porque el cable de cobre no te convence, échale un ojo a la fibra plástica porque tiene muchas ventajas.

Aquí te dejo la web de Actelser. Pincha en la imagen de logo.