ET542- Comunicaciones 1 - 2026

1 Concepto de cableado estructurado

El cableado estructurado es el conjunto organizado de cables, conectores, canalizaciones, racks, patch panels, tomas de telecomunicaciones, bandejas, dispositivos pasivos y espacios técnicos que permiten construir la infraestructura física de una red de comunicaciones dentro de un edificio, campus, oficina, sala técnica o centro de datos.

Su función principal es transportar señales de datos, voz, video, control, automatización y servicios IP desde los equipos centrales hasta los puntos de uso final. A diferencia de una instalación improvisada, el cableado estructurado se diseña siguiendo criterios de normalización, documentación, escalabilidad, mantenimiento y seguridad.

En una red moderna, el cableado estructurado no debe pensarse solamente como “cables de red”. En realidad, es la base física sobre la que funcionan servicios como:

• redes Ethernet;
• telefonía IP;
• cámaras IP;
• Wi-Fi empresarial;
• control de acceso;
• automatización edilicia;
• sistemas de monitoreo;
• redes de sensores;
• enlaces entre salas técnicas;
• interconexión de racks y servidores.

Una instalación bien diseñada permite realizar cambios, ampliaciones y mantenimiento sin rehacer toda la red. Por eso, el cableado estructurado debe ser planificado antes de instalar switches, servidores, puntos de acceso o cámaras.

Objetivos del cableado estructurado

Los objetivos principales son:

• Ordenar la infraestructura física de red.
• Permitir crecimiento futuro.
• Facilitar movimientos, altas y cambios.
• Reducir fallas por malas conexiones.
• Mejorar la administración y documentación.
• Separar correctamente datos, energía y servicios.
• Estandarizar materiales y procedimientos.
• Garantizar desempeño eléctrico u óptico.
• Facilitar pruebas, certificación y mantenimiento.

2 Elementos principales del cableado estructurado

Un sistema de cableado estructurado se divide en varios subsistemas. En esta unidad se trabajarán especialmente los siguientes:

• cableado horizontal;
• cableado vertical o backbone;
• sala de telecomunicaciones;
• área de trabajo;
• cuarto de equipos;
• cuarto de entrada de servicios;
• canalizaciones;
• patch panels;
• racks;
• patch cords;
• tomas de telecomunicaciones.

Aunque en instalaciones pequeñas algunos espacios pueden estar integrados en un mismo gabinete o sala, conceptualmente conviene diferenciarlos.

Área de trabajo

El área de trabajo es el lugar donde se ubica el usuario final o el equipo terminal. Allí se conectan computadoras, teléfonos IP, impresoras, cámaras, access points, televisores IP, sensores u otros dispositivos de red.

Normalmente incluye:

• toma de telecomunicaciones;
• faceplate o módulo de pared;
• patch cord del usuario;
• equipo terminal.

En una oficina típica, cada puesto de trabajo debería contar con al menos dos bocas de telecomunicaciones: una destinada a datos y otra que puede utilizarse para voz, respaldo, impresora, telefonía IP u otro servicio.

Cuarto o sala de telecomunicaciones

La sala de telecomunicaciones es el espacio donde llegan los cables horizontales provenientes de las áreas de trabajo. Allí se concentran patch panels, switches, organizadores, bandejas, UPS, fuentes, equipos activos y elementos de administración.

Desde esta sala se distribuyen los servicios hacia los usuarios.

Cuarto de equipos

El cuarto de equipos es un espacio de mayor jerarquía dentro de la infraestructura. Puede alojar servidores, routers principales, switches de core, enlaces de proveedores, equipos de seguridad, sistemas de energía, climatización y distribución troncal.

Switch Rackeable 1 Unidad 24 ports Ethernet  y otros para Backbone

Servidor Lenovo Rackeable de 1 Unidad, se pueden ver los discos 8 Hot Swap,  conectores UBS y Salida VGA

En edificios pequeños, el cuarto de equipos y la sala de telecomunicaciones pueden estar en el mismo espacio. En edificios grandes, se diseñan separados.

Entrada de servicios

La entrada de servicios es el punto por donde ingresan al edificio los enlaces externos: fibra óptica del proveedor, cableado telefónico, coaxial, radioenlaces, enlaces dedicados o servicios de Internet.

Desde este punto, los servicios se distribuyen hacia el cuarto de equipos y luego al resto del edificio.

3 Cableado horizontal

El cableado horizontal es la parte del sistema que conecta el área de trabajo con la sala de telecomunicaciones del mismo piso o sector.

Incluye:

• cables horizontales;
• tomas de telecomunicaciones;
• conectores;
• patch panel;
• terminaciones mecánicas;
• canalizaciones;
• interconexiones en la sala de telecomunicaciones.

En una red Ethernet convencional, el cableado horizontal suele implementarse con cable de par trenzado UTP, F/UTP, U/FTP o S/FTP, generalmente de categoría 6 o 6A en instalaciones nuevas. También puede utilizar fibra óptica en escenarios especiales, como edificios con alta interferencia electromagnética, grandes distancias o necesidades de aislamiento eléctrico.

Enlace permanente y canal

Es importante diferenciar dos conceptos:

1. Enlace permanente: Es el cable fijo instalado entre el patch panel de la sala de telecomunicaciones y la toma del área de trabajo.
2. Canal: Es el recorrido completo utilizado por el equipo activo, incluyendo patch cords, enlace permanente, conectores y cable de usuario.

La longitud máxima típica para Ethernet sobre cobre en cableado horizontal es:

$L_{canal} = L_{permanente} + L_{patch_TR} + L_{patch_usuario}$

Donde:

• $L_{canal}$ es la longitud total del canal.
• $L_{permanente}$ es la longitud del cable fijo.
• $L_{patch_TR}$ es la longitud del patch cord en la sala de telecomunicaciones.
• $L_{patch_usuario}$ es la longitud del patch cord en el área de trabajo.

Criterio práctico habitual:

$L_{permanente} \leq 90 m$
$L_{patch_TR} + L_{patch_usuario} \leq 10 m$

Por lo tanto:
$L_{canal} \leq 100 m$

Ejemplo

Si se instala un enlace permanente de 86 m, un patch cord de 3 m en el rack y un patch cord de 4 m en el usuario:

$L_{canal} = 86 + 3 + 4$

$L_{canal} = 93 m$

Como:
$93 m \leq 100 m$

El canal cumple con el criterio de longitud para Ethernet sobre cobre.

Recomendaciones de instalación

Para mantener el desempeño del cableado horizontal se recomienda:

• no exceder la longitud máxima;
• evitar empalmes innecesarios;
• respetar el radio mínimo de curvatura;
• no aplastar el cable con precintos;
• mantener separación respecto de cables eléctricos;
• conservar el trenzado hasta el punto de terminación;
• identificar ambos extremos;
• documentar la boca, patch panel, rack y servicio;
• certificar el enlace si corresponde;
• prever crecimiento futuro.

4 Cableado vertical o backbone

El cableado vertical, también llamado backbone o cableado troncal, interconecta salas técnicas, cuartos de telecomunicaciones, cuartos de equipos y entradas de servicios.

A diferencia del cableado horizontal, que conecta usuarios finales, el backbone conecta puntos de concentración de red.

Puede vincular:

• sala de telecomunicaciones de un piso con el cuarto de equipos;
• racks de diferentes pisos;
• edificios dentro de un mismo predio;
• salas técnicas de diferentes sectores;
• enlaces de distribución con enlaces de core.

Medios usados en backbone

Los medios más usados en backbone son:

• fibra óptica monomodo;
• fibra óptica multimodo;
• cable multipar de cobre para voz;
• par trenzado de cobre para distancias cortas;
• coaxial en aplicaciones específicas.

En redes actuales, la fibra óptica es el medio preferido para backbone porque permite mayores distancias, mayor ancho de banda, menor atenuación e inmunidad electromagnética.

Funciones del backbone

El backbone cumple funciones críticas:

1. Agrega tráfico proveniente de diferentes áreas.
2. Interconecta switches de acceso, distribución y core.
3. Transporta tráfico entre pisos o edificios.
4. Permite redundancia y crecimiento.
5. Facilita segmentación de servicios.
6. Soporta enlaces de mayor capacidad.

Criterio de capacidad

Una regla de diseño es que el backbone debe tener mayor capacidad que los enlaces de acceso. Si muchos usuarios se conectan a 1 Gbps, no conviene que el troncal tenga solo 1 Gbps, porque se transforma en un cuello de botella.

La relación de sobresuscripción puede expresarse como:

$R_s = \frac{C_{acceso_total}}{C_{backbone}}$

Donde:
$R_s$ es la relación de sobresuscripción.
$C_{acceso_total}$ es la suma de capacidades de acceso.
$C_{backbone}$ es la capacidad del enlace troncal.

Ejemplo:

Si un switch tiene 24 puertos de acceso de 1 Gbps:
$C_{acceso_total} = 24 \times 1 Gbps$

$C_{acceso_total} = 24 Gbps$

Si el uplink hacia distribución es de 10 Gbps:

$R_s = \frac{24}{10}$

$R_s = 2.4$

Esto significa una sobresuscripción de 2.4:1.

5 Sala de telecomunicaciones

La sala de telecomunicaciones es el espacio físico destinado a alojar los elementos que concentran y administran el cableado de un sector, piso o edificio.

En ella se encuentran típicamente:

• racks;
• patch panels;
• switches;
• routers de borde o distribución;
• bandejas;
• organizadores horizontales y verticales;
• UPS;
• regletas eléctricas;
• sistemas de puesta a tierra;
• enlaces de fibra óptica;
• identificaciones y documentación.

Condiciones ambientales

La sala debe mantener condiciones adecuadas de:

• temperatura;
• humedad;
• ventilación;
• limpieza;
• seguridad física;
• iluminación;
• alimentación eléctrica;
• puesta a tierra;
• ausencia de agua o riesgo de inundación.

El calor excesivo reduce la vida útil de switches, fuentes, UPS, servidores y transceptores ópticos. La humedad elevada puede favorecer corrosión, fallas eléctricas o degradación de conectores.

Alimentación eléctrica

La sala de telecomunicaciones debe disponer de circuitos eléctricos adecuados y, cuando corresponda, alimentación respaldada por UPS.

La potencia total requerida puede estimarse como:

$P_{total} = \sum_{i=1}^{n} P_i$

Donde:

• $P_{total}$ es la potencia total instalada.
• $P_i$ es la potencia de cada equipo.
• $n$ es la cantidad de equipos.

Para dimensionar la corriente aproximada en corriente alterna monofásica:

$I = \frac{P}{V \cdot FP}$

Donde:

• $I$ es la corriente en amperes.
• $P$ es la potencia activa en watts.
• $V$ es la tensión de alimentación.
• $FP$ es el factor de potencia.

Ejemplo:

Para una carga de 1200 W, tensión de 220 V y factor de potencia 0.9:

$I = \frac{1200}{220 \cdot 0.9}$

$I \approx 6.06 A$

Buenas prácticas en sala técnica

Una sala de telecomunicaciones debe:

• estar ordenada;
• tener acceso controlado;
• contar con identificación clara;
• separar datos de energía;
• evitar objetos ajenos al servicio;
• tener documentación visible o accesible;
• disponer de espacio para crecimiento;
• contar con ventilación o climatización;
• evitar riesgo de agua;
• mantener cables organizados y sin tensión.

6 Componentes del cableado estructurado

El cableado estructurado utiliza componentes pasivos y activos. En esta unidad se enfatizan los componentes pasivos, porque forman parte directa de la infraestructura física.

Terminaciones IDC

Las terminaciones IDC, del inglés Insulation Displacement Contact, permiten conectar el conductor sin retirar completamente su aislación. El contacto metálico desplaza el aislante y hace contacto eléctrico con el cobre.

Ventajas:

• conexión mecánica confiable;
• buena repetibilidad;
• montaje relativamente rápido;
• desempeño eléctrico estable;
• uso en jacks, patch panels y bloques de conexión.

Jack modular de 8 posiciones

El jack modular de 8 posiciones es el conector hembra usado habitualmente en redes Ethernet sobre par trenzado. Aunque externamente se parece a conectores telefónicos, debe cumplir requisitos eléctricos más exigentes.

Se instala normalmente en:

• faceplates;
• módulos de pared;
• cajas embutidas;
• cajas exteriores;
• puestos de trabajo;
• patch panels modulares.

Conector RJ45

El término RJ45 se utiliza comúnmente para referirse al conector de 8 posiciones usado en Ethernet. En la práctica, debe respetarse el orden de colores según esquemas normalizados de terminación.

Los esquemas más conocidos son:

• T568A;
• T568B.

La diferencia está en el orden de los pares verde y naranja. Lo importante en un cable directo es que ambos extremos respeten el mismo esquema.

Patch panel

El patch panel o patchera es el elemento donde terminan los cables horizontales en el rack. Permite administrar los enlaces de manera ordenada mediante patch cords.

Ventajas:

• facilita movimientos y cambios;
• evita manipular directamente el cable horizontal;
• mejora la organización;
• permite identificación por puerto;
• facilita pruebas y certificación;
• reduce fallas por conexiones improvisadas.

Patch cords

Los patch cords son cables flexibles usados para conectar:

• patch panel con switch;
• toma de usuario con equipo final;
• equipos dentro del rack;
• enlaces temporales de prueba.

Deben ser de categoría compatible con el enlace. Un error frecuente es instalar un cableado horizontal de buena categoría y luego usar patch cords de menor desempeño.

Pigtails

Los pigtails se utilizan principalmente en fibra óptica. Son tramos cortos de fibra con un conector en un extremo y fibra libre en el otro, usados para empalmar dentro de bandejas o distribuidores ópticos.

Bandejas y organizadores

Las bandejas y organizadores permiten guiar y ordenar cables dentro de salas, racks y canalizaciones. Evitan tensión mecánica, curvaturas excesivas y mezclas desordenadas de cables.

7 Racks y elementos de sala técnica

El rack es una estructura normalizada que permite montar equipos de telecomunicaciones, servidores, patch panels, switches, routers, UPS, bandejas y organizadores.

El ancho más común es de 19 pulgadas. La altura se mide en unidades de rack, abreviadas como U.

Unidad de rack

Una unidad de rack equivale a:

$1U = 1.75 pulgadas$

En centímetros:

$1U = 4.445 cm$

La altura total útil de un rack puede calcularse como:

$H = U \times 4.445$

Donde:

• $H$ es la altura útil en centímetros.
• $U$ es la cantidad de unidades de rack.

Ejemplo:

Para un rack de 42U:

$H = 42 \times 4.445$

$H = 186.69 cm$

Elementos típicos de un rack

En un rack de telecomunicaciones pueden instalarse:

• patch panels de cobre;
• patch panels de fibra;
• switches de acceso;
• switches de distribución;
• routers;
• servidores;
• UPS rackeables;
• regletas PDU;
• bandejas fijas o deslizables;
• organizadores horizontales;
• organizadores verticales;
• paneles ciegos;
• ventiladores;
• sensores de temperatura;
• guías de cable.

Distribución recomendada

En una instalación ordenada, se recomienda:

• ubicar patch panels cerca de organizadores;
• reducir cruces de patch cords;
• dejar reserva de espacio;
• separar energía de datos;
• identificar puertos;
• ordenar fibras en bandejas adecuadas;
• respetar radios de curvatura;
• evitar tensión en conectores;
• documentar la ocupación del rack.

Cálculo simple de ocupación de rack

La ocupación total puede calcularse como:

$U_{ocupadas} = \sum_{i=1}^{n} U_i$

El porcentaje de ocupación será:

$Ocupacion(%) = \frac{U_{ocupadas}}{U_{total}} \times 100$

Ejemplo:

Si en un rack de 42U se ocupan 28U:

$Ocupacion(%) = \frac{28}{42} \times 100$

$Ocupacion(%) = 66.67%$

Piso técnico

El piso técnico es una estructura modular elevada que deja un espacio libre debajo del piso visible. Ese espacio puede utilizarse para canalizar cableado estructurado, energía, climatización u otros servicios.

En salas de servidores y datacenters, el piso técnico permite ordenar recorridos y mejorar la distribución de servicios, aunque actualmente también se usan diseños con bandejas aéreas.

8 Recursos complementarios sobre cableado estructurado

El estudio del cableado estructurado debe complementarse con documentación técnica, catálogos de fabricantes, normas y ejemplos reales de instalaciones.

Los recursos recomendados para ampliar esta unidad son:

• recorridos virtuales de datacenters;
• catálogos de cableado estructurado;
• guías de instalación;
• documentación de normas ANSI/TIA e ISO/IEC;
• manuales de certificadores;
• videos de buenas prácticas;
• hojas de datos de patch panels, jacks, racks y cables.

El objetivo no es solo conocer la teoría, sino aprender a interpretar una instalación real: identificar racks, patch panels, canalizaciones, tipos de cable, numeración de bocas, reserva técnica, ordenamiento y errores frecuentes.

Ejercicios propuestos

Ejercicio 1: cálculo de longitud de canal

Un enlace horizontal tiene:

$L_{permanente} = 88 m$

El patch cord del rack mide:

$L_{patch_TR} = 3 m$

El patch cord del usuario mide:

$L_{patch_usuario} = 4 m$

Calcular la longitud total del canal y verificar si cumple con el límite de 100 m.
Fórmula:

$L_{canal} = L_{permanente} + L_{patch_TR} + L_{patch_usuario}$

Resolución:

$L_{canal} = 88 + 3 + 4$

$L_{canal} = 95 m$

Como:

$95 m \leq 100 m$

El canal cumple.

Ejercicio 2: cantidad mínima de bocas de red

Se desea cablear una oficina con 18 puestos de trabajo. Se propone instalar 2 bocas de telecomunicaciones por puesto y una reserva del 20%.

Calcular la cantidad total de bocas.

Fórmula:

$B_{base} = N_{puestos} \times B_{por_puesto}$

$B_{total} = B_{base} \times (1 + R)$

Donde:

• $B_{base}$ es la cantidad inicial de bocas.
• $N_{puestos}$ es la cantidad de puestos.
• $B_{por_puesto}$ es la cantidad de bocas por puesto.
• $R$ es la reserva expresada en forma decimal.

Resolución:

$B_{base} = 18 \times 2$

$B_{base} = 36$

$B_{total} = 36 \times (1 + 0.20)$

$B_{total} = 43.2$

Como no se puede instalar una fracción de boca, se redondea hacia arriba:

$B_{total} = 44$

Resultado: se deberían prever 44 bocas.

Ejercicio 3: cantidad de patch panels

Se deben terminar 92 bocas de red en patch panels de 24 puertos.

Calcular cuántos patch panels se necesitan.

Fórmula:

$N_{patch} = \left\lceil \frac{B_{total}}{P_{patch}} \right\rceil$

Donde:

• $N_{patch}$ es la cantidad de patch panels.
• $B_{total}$ es la cantidad total de bocas.
• $P_{patch}$ es la cantidad de puertos por patch panel.
• $\lceil x \rceil$ indica redondeo hacia arriba.

Resolución:

$N_{patch} = \left\lceil \frac{92}{24} \right\rceil$

$N_{patch} = \left\lceil 3.83 \right\rceil$

$N_{patch} = 4$

Resultado: se necesitan 4 patch panels de 24 puertos.

Ejercicio 4: ocupación de rack

Un rack de 42U contiene:

• 4 patch panels de 1U;
• 3 switches de 1U;
• 1 UPS de 3U;
• 2 organizadores horizontales de 1U;
• 1 bandeja de 2U;
• 1 router de 1U.

Calcular la ocupación del rack.

Fórmula:

$U_{ocupadas} = \sum U_i$

Resolución:

$U_{ocupadas} = 4 + 3 + 3 + 2 + 2 + 1$

$U_{ocupadas} = 15U$

Porcentaje de ocupación:

$Ocupacion(%) = \frac{15}{42} \times 100$

$Ocupacion(%) = 35.71%$

Resultado: el rack tiene una ocupación aproximada del 35.71%.

Ejercicio 5: potencia de sala técnica

Una sala de telecomunicaciones posee los siguientes equipos:

switch 1: 180 W;
switch 2: 180 W;
router: 90 W;
ONT o equipo de acceso: 40 W;
ventilación auxiliar: 120 W;
margen de crecimiento: 30%.

Calcular la potencia total estimada.

Fórmula:

$P_{base} = \sum P_i$

$P_{total} = P_{base} \times (1 + M)$

Resolución:

$P_{base} = 180 + 180 + 90 + 40 + 120$

$P_{base} = 610 W$

$P_{total} = 610 \times (1 + 0.30)$

$P_{total} = 793 W$

Resultado: se debería prever una potencia aproximada de 793 W.

Preguntas de repaso

1. ¿Qué diferencia existe entre cableado estructurado y una instalación de red improvisada?
2. ¿Qué elementos forman parte del cableado horizontal?
3. ¿Qué diferencia existe entre enlace permanente y canal?
4. ¿Por qué el cableado horizontal suele limitarse a 100 m de canal?
5. ¿Qué función cumple el cableado vertical o backbone?
6. ¿Cuándo conviene usar fibra óptica en backbone?
7. ¿Qué condiciones ambientales debe cumplir una sala de telecomunicaciones?
8. ¿Qué función cumple un patch panel?
9. ¿Por qué es importante documentar cada boca de red?
10. ¿Qué significa que un rack tenga equipos de 1U, 2U o 4U?
11. ¿Qué ventajas ofrece el piso técnico?
12. ¿Por qué conviene prever reserva de puertos y espacio en rack?
13. ¿Qué errores comunes pueden degradar una instalación de cableado estructurado?
14. ¿Qué relación existe entre cableado estructurado, Wi-Fi empresarial y PoE?
15. ¿Por qué una red bien cableada facilita el mantenimiento?

Ideas clave de la unidad

• El cableado estructurado es la infraestructura física organizada de una red.
• Permite transportar datos, voz, video, control y servicios IP.
• Sus elementos principales son cableado horizontal, backbone y sala de telecomunicaciones.
• El cableado horizontal conecta el área de trabajo con la sala técnica.
• El backbone conecta salas, pisos, edificios o racks principales.
• El canal Ethernet de cobre suele limitarse a 100 m.
• Los patch panels permiten administrar la red sin manipular el cableado fijo.
• La sala de telecomunicaciones debe tener orden, energía, ventilación, seguridad y documentación.
• Los racks se miden en unidades U.
• Una buena instalación debe diseñarse pensando en crecimiento, mantenimiento y certificación.

5 links interesantes para los alumnos

1. ANSI/TIA-568.1-E – Commercial Building Telecommunications Cabling: referencia sobre planificación e instalación de cableado estructurado en edificios comerciales. https://www.tiafotc.org/tia-standards-update/tia-568-1-e/ 
2. TIA – ANSI/TIA-568.2-E y ANSI/TIA-568.5-1: actualización 2024 sobre cableado balanceado de par trenzado y correcciones técnicas. https://tiaonline.org/standardannouncement/tia-publishes-new-standards-ansi-tia-568-2-e-and-ansi-tia-568-5-1/ 
3. Oracle – Structured Cabling Systems: explicación clara sobre área de trabajo, cableado horizontal, patch panels, backbone y distancia máxima de 90 m para cableado horizontal. https://docs.oracle.com/cd/E81005_01/doc.10/e81016/c_network_structured_cabling_systems.htm
4. Cisco Press – Physical Infrastructure Requirements: recurso útil para relacionar cableado estructurado con PoE, categorías mínimas y distancia máxima de 100 m. https://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=3089360&seqNum=2
5. Cisco – Catalyst 9000 with Panduit Cables Ready for Wi-Fi 6 and Beyond: interesante para ver por qué Cat 6A, PoE y cableado estructurado son relevantes para Wi-Fi empresarial actual y futuro. https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/switches/catalyst-9000/nb-06-cat9000-panduit-cables-wp-cte-en.html

RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS

Resolución de ejercicios con Python