CABLEADO Y CONECTORES DE RED

MEDIANTE GRAFICOS Y EXPLICACIONES PASO A PASO APRENDEREMOS A EFECTUAR EL CABLEADO DE UNA RED DE PC Y EL ARMADO DE SUS CONECTORES EN CADA TIPO DE CABLE.

Vivimos en un mundo cada vez más cambiante, a tal punto que se afirma que lo único que permanecerá constante "es el cambio". En este nuevo escenario será habitual cambiar de trabajo, de lugar de residencia, etc. Efectivamente no es el mundo de 60 años atrás donde nuestros abuelos llevaban una vida más "segura y uniforme".

Por ello es recomendable que los aficionados a la electrónica comiencen a desarrollar una cultura general abarcativa, por ejemplo incursionando en tecnologías relacionadas con la computación, de este modo se podrán adaptar y volcar mejor a estos cambios laborales.

Otro motivo que igualmente motiva la relación con la computación es que hoy en día hasta para programar un PIC se requiere de una PC.

En este nuevo mundo los recursos empezarán a ser cada vez más escasos, al igual que la demanda de empleo. Habrá, sin embargo, algo que sí abundará: "La información" y las tecnologías de acceso a la misma.

Es por todo ello que hemos decidido abordar el tema de las redes de PC, comenzando por el cableado de red que constituye un puente entre la electrónica y la computación, al mismo tiempo que nos permite ejemplificar las topologías de red (Bus, Estrella, etc.) siendo este tema el punto de partida de todo curso de redes. ¿Me acompañan?

CABLEADO DE REDES DE COMPUTADORAS

El cableado es quien transporta físicamente las señales entre las PCs que integran la red.

Las variables a tener en cuenta en la elección del cableado de red son:

1) La arquitectura de red (Ethernet, Token Ring, Arcnet, etc) en que puede ser utilizado el cableado.
2) Distancias que pueden unir el cable sin necesidad de usar repetidores (dispositivos que reconstruyen la señal deteriorada).
3) Afectación del cableado por interferencias, es decir en qué porcentaje se distorsiona la transmisión de las señales a través del cableado de la red por interferencias electromagnéticas externas, o atenuación (pérdida de la señal), o interferencias generadas entre los conductores del mismo cableado.

La forma en que las interferencias afectan al cableado depende de ciertas características del cable, como ser:

* Que posea una malla metálica que lo cubre.
* La cantidad de trenzas y vueltas que tengan entre sí los conductores del cableado.
* Los materiales utilizados en los conductores, etc.

Los factores que influyen en el nivel de interferencia al que se encuentra expuesto el cableado son:

* Las distancias que el cableado tiene que unir. Donde a mayores distancias, mayores son los problemas ocasionados por las interferencias.
* La velocidad de transmisión de las señales que viajan a través del cableado. Donde a mayor velocidad de transmisión, mayores son los problemas ocasionados por las interferencias.
* Habrá que tener en cuenta si el cable se instala en una industria que genera muchas interferencias electromagnéticas. O si se realiza en una zona rural, etc.

* La ubicación donde se realice la instalación del cableado. Si pasa a través de conductos adecuados, como ser cañerías metálicas que hacen de barrera contra las interferencias.

4) Un factor muy importante en la elección del cableado es el peso, tamaño, flexibilidad, facilidad y tiempo de instalación del cable y de los conectores hembra / macho disponibles para éste.

5) La resistencia con el paso del tiempo, a los agentes externos que deterioran sus materiales, esto corre tanto para el cableado como también para el juego de conectores o enchufes que disponga el mismo para efectuar las interconexiones. El nivel en que los agentes externos afectan al cableado dependerán de:

* Si el cable pasa a través de cañerías adecuadas que lo protegen.
* Si está a la intemperie.
* Si el personal de limpieza golpea continuamente los conectores o fichas usados en la instalación.
* Si el cableado está permanentemente siendo objeto de cambios o adaptaciones a las necesidades cambiantes de la red.

6) La velocidad de transmisión de las señales, que puede soportar el cable en la red. La unidad de medida que se utiliza para medir la velocidad en que se transmiten los datos a través del cableado es el BPS (BIT por segundo, donde BIT son las siglas en inglés de “Binary digit”, que significan “dígito binario” y es la menor unidad de información que existe, pudiendo contener los valores 0 o 1, es decir presencia o ausencia de corriente eléctrica). Como las velocidades de transmisión a través del cableado de la red, equivalen a miles o millones de Bits por segundo, se utilizan las siguientes medidas:

1000 BPS = 1 KBPS (KiloBits Por Segundo)
1000 KBPS = 1 MBPS (MegaBits Por Segundo).
1000 MBPS = 1 GBPS (GigaBits Por Segundo).

Ha menudo, se hace referencia al término “ancho de banda”, como sinónimo de velocidad de transmisión. En redes de área local “LAN” es común que las velocidades sean de 10 MBPS o 100 MBPS.

También, se suele usar el término “baudio”, como sinónimo de bits por segundo “BPS”, lo que no es del todo correcto, pues el baudio es la unidad de medida que especifica la cantidad de veces que se produce un cambio de polaridad eléctrica (positivo “+” a negativo “-“ y viceversa) a través del cableado en el lapso de un segundo, pero en la actualidad como hay dispositivos (por ejemplo los MODEM de alta velocidad) que por cada baudio, es decir por cada cambio de polaridad, transmiten varios bits (0 y 1), entonces es incorrecto pensar que el bits por segundo sea equivalente al baudio. Esto ocurre porque los nuevos sistemas de codificación, analizan además del cambio de polaridad otras características de la señal eléctrica, como ser la fase y la amplitud, que permiten codificar por cada baudio, varios bits. Un ejemplo de ello es un MODEM de 9600 BPS que funciona a 2400 baudios, esto ocurre porque por cada baudio o cambio de polaridad eléctrica, se están trasmitiendo 4 bits (cuatro 0 o 1).

7) En redes con grandes distancias a cubrir, la variable que quizás más pesa en la elección del cableado es el costo económico.

Los tres tipos de cableado que se pueden usar en una red de PC son: Coaxil, par trenzado y fibra óptica. Veremos a continuación algunos aspectos del cableado coaxil:

 
COAXIL FINO O (THIN COAX, BNC, 10 BASE 2, RG58)
Al cable coaxil fino también se lo conoce bajo otras denominaciones, por ejemplo:

“Thin coax” en inglés significa coaxil fino.

“BNC” hace referencia a los conectores usados en el cable. Sus siglas provienen de “British Naval Connector”, pues fue creado por la Real Marina Británica.

“10 Base 2” hace referencia a la norma.

Mas allá de toda esta variedad de apodos, si encontramos cualquiera de estos términos, ya sabemos que se refieren a la utilización del cableado coaxil fino. Si se hace referencia al cable “coaxil” a secas, nos estaremos refiriendo al cable “coaxil fino”, esta aclaración es válida pues hay también cable “coaxil grueso”, en este último caso, cuando se haga mención a éste, se especificará el nombre completo (coaxil grueso).

El cable coaxil fino se compone de un conductor de cobre, rodeado por una capa de material plástico aislante o teflón, luego cubierto por una malla trenzada de hilos de cobre o papel de aluminio, que lo protege de las interferencias externas. Por último, tiene una cobertura de material plástico que lo protege de los agentes externos (sol, humedad, etc).

La figura 1 muestra los elementos que componen al cable coaxil fino. Existen dos variedades de cable coaxil fino:

BANDA ANCHA:
Transporta señales analógicas, que permiten la trasmisión de gran cantidad de información en diferentes frecuencias. Se lo usa en la TV por cable. Su impedancia, es decir, la resistencia que ofrece el conductor al paso de la corriente eléctrica es de 75 Ohm.

BANDA BASE:
Este tipo de cable es conocido como RG58. Transporta señales digitales. Se lo usa en las redes de computación para la transmisión de datos. Su impedancia (resistencia) es de 50 Ohm. A nosotros nos interesa sólo esta variedad y cada vez que se haga referencia al cable coaxil fino, nos estaremos refiriendo al cable coaxil de banda base.

CARACTERISTICAS DEL CABLE COAXIL FINO

VENTAJAS:
a) Con cable coaxil se pueden efectuar trasmisiones de datos a mayores distancias que con el cable par trenzado. Este factor es lo que en muchos casos determina la utilización de cable coaxil, por ejemplo, en redes con velocidades de transmisión de 10 Mbps (Megabits por segundo), la distancia máxima que se pueden transmitir señales a través de cable coaxil, sin necesidad de usar repetidores, es 185 metros, mientras que con el cable par trenzado se llega sólo a 90 metros. No obstante, el cable coaxil, en cuanto a la distancia de transmisión, no puede competir con la fibra óptica, que alcanza distancias de transmisión de 2 o 3 kilómetros.
b) Debido a su malla metálica, es bastante inmune a las interferencias.
c) Es más económico que el cable coaxil grueso.

DESVENTAJAS:
a) Ha sido muy usado en redes LAN, aunque en la actualidad está siendo desplazado por el más moderno par trenzado.
b) No es tan seguro como el cable par trenzado, pues sus conectores están mas expuestos y además si el cable se corta, la red queda inutilizada “dividida por la mitad”, esto ocurre por la disposición física que toma el cableado de la red con cable coaxil (topología en bus).
c) Si bien su instalación no es complicada, el cable par trenzado es más liviano, flexible, fácil de colocar y ocupa menos espacio.
d) El cable coaxil fino es más caro que su competidor el par trenzado. Al usar el cable coaxil fino se deben tener en cuenta las siguientes limitaciones:
a) Puede haber hasta 3 subredes. Cada subred podrá tener hasta 30 computadoras.
b) Se pueden usar hasta 4 repetidores, para restablecer la señal a medida que se va degradando en largas distancias.
c) La distancia máxima que puede alcanzar la señal trasmitida a través del cableado sin necesidad de usar repetidores que restauren la señal, o la distancia máxima entre dos de ellos, está expuesta en la tabla 1.

El gráfico de la figura 2 muestra una red con las limitantes que deben ser tenidas en cuenta al efectuar el cableado con coaxil fino.

 
TIPOS DE CONECTORES BNC DISPONIBLES PARA CABLE COAXIL

Los dos tipos de conectores BNC más usados para cable coaxil son los conectores BNC “macho” y los conectores BNC “T”. Con ambos conectores podremos tranquilamente unir la salida BNC de las tarjetas de red con el cableado coaxil. Las tarjetas de red son insertadas en el bus PCI o ISA de cada una de las PC que integran la red. El cableado se conecta a la salida BNC de cada una de las PC.

CONECTORES BNC "MACHO"
Se pueden usar los siguientes tipos:

Conectores crimpeados con pinzas de presión especiales.
Conectores atornillados.
Conectores soldados con estaño.

A continuación describiremos cada uno de ellos:

CONECTORES CRIMPEADOS CON PINZAS ESPECIALES
Los conectores crimpeados son los más seguros y duraderos que hay, su instalación es medianamente fácil de realizar, pero para ser armados requieren de la utilización de una pinza especial de crimpeado que cumple la función de aplastar las partes componentes del conector para que éstas queden fijas al cable. La pinza de crimpeado no difiere mucho de una pinza común, su diferencia es que posee unas ranuras especiales para aplastar los componentes del conector BNC. La figura 3 muestra partes de conectores BNC (macho) y la pinza utilizada para fijar el cable al conector.

PASOS PARA UNIR EL CABLE COAXIL
AL CONECTOR BNC (MACHO) CRIMPEADO

A continuación explicaremos los pasos a seguir para armar un conector BNC (macho) crimpeándolo con una pinza a presión. Al final de estos pasos se encuentra un gráfico que ejemplifica dichos pasos:

1) Pasar el tubo metálico (que viene provisto con el conector BNC) por el cable coaxil.
2) Pelar el cable coaxil, dejando al descubierto el conductor central y parte de la malla metálica externa.
3) Desplazar la malla metálica hacia atrás.
4) Introducir el conductor central de cobre del cable coaxil en la aguja hueca que viene provista con el conector BNC y luego aplastarla con la pinza de crimpeado, para que quede fija al conductor central.
5) Introducir la parte principal del conector BNC en el cable coaxil.
6) Desplazar el tubo metálico hasta que haga tope en el conector BNC, luego aplastarlo con la pinza de crimpeado, para que el conector BNC quede fijo al cable coaxil. La figura 4 muestra los pasos a seguir para fijar el conector crimpeado BNC (macho) sobre el cable coaxil.

CONECTORES ATORNILLADOS
Los conectores atornillados no gozan de un gran prestigio respecto a la durabilidad y seguridad de su conexión, pero tienen como ventaja que pueden reutilizarse (desarmar y volver a armar). Además son fáciles de instalar y no requieren de herramientas especiales para su montaje (alcanzará con un destornillador). La figura 5 muestra un conector BNC (macho) atornillado y su respectivo capuchón protector de plástico.

PASOS PARA UNIR EL CABLE COAXIL
AL CONECTOR BNC (MACHO) ATORNILLADO

A continuación explicaremos los pasos a seguir para armar un conector BNC (macho) atornillado, y al final se encuentra un gráfico que ejemplifica dichos pasos. No obstante, tengamos en cuenta que no todos los conectores atornillados tienen el mismo diseño, por lo tanto estos pasos podrían variar de acuerdo al tipo de conector:

1) Pasar el capuchón protector por el cable coaxil.
2) Pelar el cable coaxil, dejando al descubierto el conductor central y parte de la malla metálica externa.
3) Desplazar la malla metálica hacia atrás.
4) Aflojar el tornillo varias vueltas y enrroscar el conductor central en él, luego apretar el tornillo con un destornillador. Abrazar las dos chapas salientes del conector contra la malla metálica, mediante una pinza común.
5) Insertar el capuchón protector para que cubra al conector BNC.
6) La figura 6 muestra los pasos a seguir para fijar el conector atornillado BNC (macho) sobre el cable coaxil.

CONECTORES SOLDADOS CON ESTAÑO
Son similares a los conectores atornillados con la diferencia que el conductor central de cobre y la malla metálica externa se sueldan al conector con estaño.

La soldadura se efectúa mediante un soldador que calienta estaño sobre el conector y de esta manera se fija el conductor. Si bien los conectores soldados con estaño son más seguros en cuanto a su durabilidad que los conectores atornillados, tienen como desventaja que se pierde más tiempo en su instalación, además de requerir de un soldador de estaño.

PASOS PARA UNIR EL CABLE COAXIL
AL CONECTOR BNC (MACHO) CON SOLDADOR A ESTAÑO

Para efectuar el armado del conector BNC “macho”, soldado con estaño, se deberán seguir los siguientes pasos:

1) Pasar el capuchón protector por el cable coaxil.
2) Pelar el cable coaxil, dejando al descubierto el conductor central y parte de la malla metálica externa.
3) Desatar la malla metálica y agrupar los hilos enrrollándolos en un solo rollo.
4) Soldar el conductor central y la malla metálica externa, al conector, mediante un soldador de estaño.
5) Insertar el capuchón protector para que cubra al conector BNC.

En la figura 7 se observan los pasos a seguir para fijar el conector soldado BNC (macho) sobre el cable coaxil.

De esta manera hemos dado un pequeño panorama sobre los conectores empleados para cables coaxiles.

En la próxima edición veremos algunos ejemplos de armados de redes con estos cables y describiremos algunos problemas que pueden presentarse y cuáles son las eventuales soluciones.

Cabe aclarar que Ud. puede bajar de Internet este curso completo (si no quiere esperar hasta la próxima edición) para lo cual debe dirigirse a www.webelectronica.com.ar, haga click en el ícono PASSWORD e ingrese la clave: cablered

 
Autor: Guillermo H. Necco - LW3DYL
 
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
FIGURA 3
 
FIGURA 4
 
FIGURA 5
 
FIGURA 6 - 7
 
TABLA 1