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Instalaciones de par trenzado

1 Introducción

Es importante conocer las diferencias fundamentales entre las líneas de fuerza, las de telefonía y los enlaces de red de ordenador. Los cables de fuerza utilizan baja frecuencia (típicamente 50/60 Hz), y están diseñados para minimizar la pérdida de la energía que transportan. Por su parte las líneas de telefonía tradicionales no transportan apenas energía (aunque si la suficiente para hacer sonar el timbre del teléfono) y desde luego transportan señales de audio con un ancho de banda de 4 KHz (es la denominada calidad "telefónica" de audio).

Por su parte, en las líneas de redes informáticas la energía transportada es despreciable (prácticamente nula), en cambio la señal es de mayor ancho de banda. Los protocolos de red más comunes emplean anchos de banda de 4 MHz y mayores; están diseñados para permitir una correcta codificación de la señal transportada. En la actualidad existen varios estándares que permiten transportar más de 10.000 Mbps mediante cables de pares trenzados de 2 a 8 conductores utilizando anchos de banda de 16 a 100 MHz.

Nota: es importante significar que la capacidad de transporte de un enlace de red no se corresponde necesariamente con el ancho de banda del enlace (Mbps no son lo mismo que MHz).

2 Terminología

Para evitar confusiones trataremos de puntualizar la terminología empleada:

En comunicaciones, canal es la vía por la que se transmiten las señales entre dos puntos entre los que existen determinados dispositivos de comunicaciones. Los componentes activos, que modifican la señal (switches, repetidores, etc) y pasivos, que no modifican la señal -o no deberían hacerlo- (cables y elementos de conexión) se consideran parte de canal.

El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia máxima y mínima en un canal de transmisión. Por ejemplo, una línea telefónica de los EE.UU. tiene un ancho de banda de 3000 hertzios (Hz); la diferencia entre la frecuencia más baja (300 Hz) y la más alta (3300 Hz) que puede transportar. Sin embargo, este término se utiliza también para definir la cantidad de datos que pueden ser enviados en un período de tiempo determinado a través de un circuito de comunicación. Generalmente se expresa en bits por segundo (bps) o bytes por segundo (Bps). Un ancho de banda mayor indica una mayor capacidad de transferencia de datos.

Hay que tener en cuenta que la capacidad de transmisión total de un canal de comunicación debe ser repartida entre los datos propiamente dichos (lo que sería su carga útil) y la información utilizada por los protocolos de transmisión, incluyendo los de verificación y corrección de errores, que con frecuencia obligan a repetir parte de la transmisión. Podríamos imaginar que un canal de transmisión funciona como un servicio de mensajería que transporta la mercancía propiamente dicha y los embalajes. Desde el punto de vista del usuario estos últimos son inevitables aunque inútiles.

Nos referiremos a un cable como un conjunto de conductores (eléctricos u ópticos) bajo una cubierta protectora común. Un cable puede contener uno o más conductores. Un conductor es cada uno de los elementos de conducción independientes que existen en el cable. Los conductores están aislados entre sí (eléctrica u ópticamente), por lo que cada uno puede transportar una señal independiente. A su vez, el conductor puede estar formado por uno o varios hilos independientes, aunque no aislados entre sí.

La energía transmitida puede serlo en forma de corriente eléctrica convencional; en forma de energía electromagnética en la banda de las microondas (ondas de radio), o en la banda de 400-700 nm (zona visible del espectro). En el primero y segundo caso, los hilos conductores son de cobre. En el tercero se trata de cables de fibra óptica, cuyos hilos conductores son de vidrio o plástico.

Dejando aparte los cables de fibra óptica, que serían objeto de un capítulo aparte, los conductores suelen ser de cobre unifilar (un solo hilo), también denominado conductor sólido, o multifilar (varios hilos), también denominado conductor trenzado. El primero solo debe utilizarse para tendidos estáticos (generalmente bajo algún tipo de conducción), ya que es poco flexible y no soporta doblados repetidos. El conductor trenzado es más flexible, por lo que suele utilizarse para las conexiones entre los equipos y las rosetas de conexión en la pared.

Cable plano o paralelo es aquel en el que sus conductores discurren paralelamente debajo de la envoltura común. Un ejemplo de este tipo es el cable telefónico convencional denominado satinado plata ("Silver-satin"). Como está destinado a conexiones móviles está formado por conductores trenzados (formados por varios hilos).

Cable trenzado es aquel en que sus conductores no discurren paralelamente dentro de la cubierta común, sino que están trenzados entre sí (generalmente dos a dos). Es importante no confundir un cable trenzado con un cable de conductores trenzados, que como hemos visto es aquel cuyos conductores están formados por varios hilos (estos hilos suelen ser casi paralelos entre sí o tener una pequeña torsión).

Nota: el cable coaxial es un tipo particular (parecido a los cables de antena), con apantallado externo y un solo conductor, generalmente trenzado (aunque últimamente hemos visto algunos de conductor sólido en los tendidos de los operadores de televisión por cable). Ha sido muy utilizado en redes Ethernet, aunque últimamente ha cedido protagonismo en favor de los tipos que comentamos en este capítulo.

3 Problemas de los cables de Red

Naturalmente, cuando se trata de transmitir datos por redes de cable de cualquier tipo, se intenta utilizar la máxima velocidad de transmisión posible. Sin embargo, dependiendo del tipo de cable y de la tecnología empleada, la utilización de velocidades de transmisión progresivamente crecientes, conlleva una serie de problemas cuyos efectos se hacen también progresivamente crecientes. Estos problemas son de tipo muy diverso, pero podemos reducirlos a dos: atenuación de la señal y su corrupción. Lo que a la postre significa que para cada tipo de cable y tecnología empleada, hay una velocidad de transmisión a partir de la cual el nivel de ruido lo hace inutilizable.

Nota: los protocolos de red se diseñan de forma que sean tolerantes a fallos. Es decir, se acepta que algunos bits pueden perderse, a pesar de lo cual la transmisión puede realizarse sin errores. Las formas de recuperación son varias, y pueden pasar desde la reconstrucción de un bit individual por acción de los mecanismos de control de paridad hasta la retransmisión de paquetes cuyo CRC sea erróneo. La tasa de errores se conoce como BER ("Bit Error Rate") pero llegado a un extremo, la transmisión se hace imposible o de una lentitud que la hace inoperante. Téngase en cuenta además que, en este tipo de comunicaciones, generalmente existen diversos interlocutores compitiendo por el uso del canal, y el aumento de peticiones de retransmisión de paquetes defectuosos hace crecer exponencialmente el tráfico hasta llegar a colapsar la red.

Un punto importante a considerar es que las redes de alta velocidad, cuyas señales están en el rango de frecuencia de las ondas de radio, se comportan como antenas, es decir: emiten y captan radicación electromagnética. Esta radiación aparece en el propio cable como ruido, y en el exterior (otros cables o dispositivos) como interferencias electromagnéticas EMI.

Las interferencias de radio frecuencia RFI, puede venir del exterior del cable, en especial si este discurre por zonas de gran actividad (por ejemplo en ambientes industriales o cerca de lámparas fluorescentes), o de los conductores adyacentes. Por esta razón se incorpora un apantallado externo (en la cubierta protectora) e interno (entre los propios conductores). La pantalla suele estar constituida por una malla de hilo de cobre desnudo (generalmente estañado) o con papel de aluminio, con o sin drenaje. La misión del apantallado es funcionar como jaula de Faraday, aislando el interior de la radiación exterior.

La calidad o idoneidad de los cables se expresan mediante ciertos parámetros que miden sus características eléctricas a determinada frecuencia que designaremos por F (típicamente 100 MHz).

Los principales son:

Propiedad

Cómo se mide

Atenuación : Expresa la disminución de potencia de la señal al recorrer el cable. Generalmente se expresa en dB por 100 m (por Kilómetro si es fibra óptica) para una determinada frecuencia.

x dB/100 mts @ F MHz

IL (Insertion Loss) : Pérdida de señal a lo largo del cable cuando se inyecta una señal en un par de un cable

Retardo máximo por torsión

x ns/100 mts.

EL-FEXT mínimo

x dB @ F MHz

Impedancia de entrada para un rango de frecuencias

x ± y Ohms de 1 a F MHz

Cross Talk : Es el fenómeno por el que parte de la energía inyectada a un par, pasa a los adyacentes. Origina una pérdida de señal en el cable y señales en los extremos de los adyacentes. Estas señales son distintas para ambos extremos; el próximo al punto de aplicación de la señal (near) y el opuesto (far). En un cable de más de dos pares existen tantos fenómenos de cross talk como combinaciones dos a dos puedan realizarse. Este fenómeno se intenta evitar mediante el apantallado de cada del interior del cable.

NEXT (Near-end Cross Talk) : Es la fracción de señal que aparece en el extremo cercano de un par adyacente.

x dB @ F MHz

FEXT (Far-end Cross Talk). Fracción de señal que aparece en el extremo opuesto de un par adyacente.

x dB @ F MHz

ANEXT (Alien NEXT) : El fenómeno de traspaso de energía no solo se transmite a los pares adyacentes en el interior del propio cable, también a los pares de cables adyacentes. Este fenómeno se intenta evitar mediante el apantallado del par y del cable. ANEXT se refiere a la proporción de señal que aparece en el extremo cercano de los pares de cables adyacentes.

x dB @ F MHz

AFEXT (Alien FEXT). Igual que el anterior pero referido al extremo lejano.

x dB @ F MHz

PS-ELFEXT mínimo

x dB @ F MHz

PS-NEXT (Power sum NEXT) mínimo : Es el total de energía NEXT que pasa a un par desde todos los adyacentes. Si el cable tiene solo dos pares de conductores PS-NEXT coincide con NEXT. PS-NEXT es un factor crítico en las nuevas redes de alta velocidad tales como ATM y Gigabit Ethernet.

x dB @ F MHz

Pérdida de retorno mínima. Es la cantidad de energía reflejada por el extremo del cable y que regresa a la fuente de emisión. Éste valor debe ser lo más bajo posible.

x dB @ F MHz

El resto de características se refiere a su disposición física. Por ejemplo, número, tipo y diámetro de sus conductores, así como su disposición y tipo de apantallado; tipo de cubierta protectora, peso por metro, temperatura de trabajo, resistencia al fuego, etc.

La constante presión para aumentar la velocidad de las comunicaciones en general y de las IP en particular, propician una constante investigación y desarrollo en la tecnología de los conductores (entre otras áreas). El objetivo es conseguir frecuencias de funcionamiento cada vez más elevadas manteniendo los problemas antes mencionados dentro de límites admisibles. Por ejemplo, utilizando las tecnología del 2002, el cable de par trenzado TP (ver a continuación) podía ser utilizado hasta un máximo de unos 115 MHz. A partir de este punto los problemas de ruido (principalmente derivados del crosstalk) lo hacían inutilizable. En junio de 2006 se aprobaba el estándar Ethernet 10GBaseT que exige cable de 600 MHz y la industria estaba en condiciones de suministrarlo.

La lucha por mejorar la velocidad se desarrolla en dos frentes; el primero se refiere a las técnicas de transmisión empleadas, lo que incluye las técnicas de codificación empleadas en la transmisión y los protocolos de detección y corrección de errores. El otro se refiere a las características físicas del cable y a su construcción. En lo que se refiere al cable tradicional de cobre, las medidas adoptadas son:

  • Incrementar la torsión de los pares.
  • Modificar la tasa de rotación entre los distintos pares del cable para reducir al máximo el acoplamiento mutuo.
  • Incrementar el diámetro de los cables para permitir mayor separación entre los pares (la tendencia es pasar de 0.22" a 0.31") para el cable estándar de 8 conductores.
  • Incluir separadores internos que garanticen la posición relativa de los distintos pares dentro del cable.

En cables de fuerza lo usual es medir la sección de sus conductores en mm2, pero cuando se trata de cables de señal (de Red de datos), es frecuente utilizar su número AWG ("American Wired Gauge"), un sistema de medir diámetros de cables utilizado en USA y otros países (a mayor número el diámetro es más pequeño). Ver "Medida de los conductores".

4 Cables de par trenzado

El cable de pares trenzados TP ("Twister Pairs") está compuesto de varios pares de conductores enrollados entre sí. El trenzado ayuda a mitigar un efecto indeseable denominado Crosstalk , por el que se produce un trasvase de la señal de un par a otro cercano. Este efecto aumenta con la frecuencia, de forma que con valores suficientemente altos, la transmisión se hace imposible pues las señales trasvasadas desde los pares cercanos tienden a corromper las propias.

Cuando el medio de transmisión es un cable TP, uno de los pares se utiliza para transmisión (TX), y otro para la recepción (RX).

En la construcción de redes se utilizan varios tipos de cable TP :

4.1 Cable UTP

El cable de pares trenzados sin apantallar UTP ("Unshielded Twister Pairs"), es el clásico cable de red de 4 pares trenzados (8 hilos en total). Debido a que no dispone de protección contra las perturbaciones externas solo es adecuado para entornos relativamente libres de perturbaciones.

Los pares están numerados (de 1 a 4), y tienen colores estándar, aunque los fabricantes pueden elegir entre dos opciones para la combinación utilizada. Algunos fabricantes exigen disposiciones particulares en la conexión, pero la norma TIA/EIA 568-A especifica dos modalidades, denominadas T568A y T568B, que son las más utilizadas (la T568B es probablemente la más extendida).

 

Disposición de pines T568A

Num. pin Color 1ª opción Color 2ª opción Designación

Par-1

4

Azul

Rojo

R1

5

Blanco/Azul

Verde

T1

Par-2

3

Blanco/Naranja

Negro

T2

6

Naranja

Amarillo

R2

Par-3

1

Blanco/Verde

Azul

T3

2

Verde

Naranja

R3

Par-4

7

Blanco/Marrón

Marrón

T4

8

Marrón

Gris azulado

R4

Disposición de pines T568B

Num. pin Color 1ª opción Color 2ª opción Designación

Par-1

4

Azul

Rojo

R1

5

Blanco/Azul

Verde

T1

Par-2

1

Blanco/Naranja

Negro

T2

2

Naranja

Amarillo

R2

Par-3

3

Blanco/Verde

Azul

T3

6

Verde

Naranja

R3

Par-4

7

Blanco/Marrón

Marrón

T4

8

Marrón

Gris azulado

R4

Nota : para evitar posibles confusiones se recomienda que las instalaciones de cableado se realicen íntegramente con una sola modalidad de cable.

Las designaciones T y R significan "Tip" y "Ring", denominaciones que vienen de los primeros tiempos del teléfono. En la actualidad se refieren a los cables positivo (Tip) y negativo (Ring) de cada par.

Los cables de par trenzado son más económicos que los coaxiales y admiten más velocidad de transmisión, sin embargo la señal se atenúa antes que en los coaxiales, por lo que deben instalarse repetidores y concentradores (hubs). Para garantizar un mínimo de fiabilidad los cables UTP no deben estar destrenzados ni aún en distancias cortas.

Por la misma razón, los cables de conductores paralelos (cable plano) no deben ser utilizados en redes. Por ejemplo el cable satinado-plata utilizado en conexiones telefónicas no es adecuado para transmisión de datos fuera de las frecuencias de audio.

En las nuevas instalaciones UTP deben utilizarse todos los pares , porque a diferencia de Ethernet y Token-Ring, que utilizan un par para transmitir y otro para recibir, algunos de los nuevos protocolos transmiten sobre múltiples pares.

Nota : En las conexiones 10 Base-T solo se utilizan los pares 2 y 3. Sin embargo, es más seguro conectar los 4 pares presentes en el cable y en el conector. Los cables pueden servir para una posterior actualización a 100Base-T4. Además, los cables con menos conexiones pueden trabajar aparentemente bien, pero fallar en algunas operaciones. Recuerde que debe verificarse la integridad de la conexión en el lado del hub y en el lado de la tarjeta Ethernet (adaptador de red).

En las instalaciones antiguas (ya construidas) es posible aprovechar al máximo su tiempo de vida útil seleccionando cuidadosamente el tipo de acceso que se utilizará sobre la capa física, y utilizando un analizador de precisión (Nivel II) para verificar la capacidad real del cable existente.

Además del cable UTP estándar, se utilizan también otras clases en el tendido de redes:

4.2 Cable STP

STP ("Shielded Twisted Pairs") está constituido por pares de conductores trenzados y apantallados de dos en dos. Como generalmente lleva además una pantalla general externa, es denominado también FSTP ("Foiled Shielded Twister Pairs") es el mejor apantallado de todos.

4.3 Cable ScTP

ScTP ("Screened UTP"), también denominado a veces como FTP , ("Foiled Twisted Pair") aunque actualmente la designación ScTP va ganando en popularidad. Es un cable UTP de pares trenzados sin apantallar individualmente, pero con una pantalla exterior general debajo de la cubierta de protección en forma de hoja de papel aluminio y mylar. Puede utilizarse en instalaciones sin muchas perturbaciones de 10/100 Mbps.

4.4 Tecnología LSZH

Además de las características eléctricas de los conductores, cada día son más importantes sus características de seguridad frente a accidentes. En este sentido es conveniente que los cables utilizados incorporen la tecnología LSZH ("Low Smoke Zero Halogen").

Como se deduce de su nombre, la cubierta de este tipo de cable utiliza materiales que presentan buen comportamiento en caso de incendio: baja emisión de humos; ausencia de emisión de gases tóxicos o corrosivos, además de no facilitar la propagación de la llama (los cables tradicionales suelen ser un excelente vehículo de propagación del fuego).

5 Calidad del cable

Dejando aparte otros considerandos, como serían la resistencia mecánica, al envejecimiento, al fuego, al doblado repetido, etc. desde el punto de vista de la transmisión, existen dos formas estándar para referirse a la "calidad" del cable y de los accesorios de conexión:

Las normas ISO/IEC definen la calidad del cable en categorías según una escala de números empezando por el uno (actualmente llega hasta el 7). Por ejemplo :Cat-1, Cat-2, etc.

Cada categoría debe garantizar determinados parámetros de transmisión como la atenuación o pérdidas NEXT para un rango de frecuencias determinado. Por ejemplo, el cable de categoría 6 debe responder a los siguientes parámetros:

Frecuencia MHz NEXT (dB) PS-NEXT (dB) Atenuación (dB) EL-FEXT (dB) PS-ELFEXT (dB) Pérdida de retorno (dB)

10

56.6

53.9

6.4

43.2

40.3

19.0

62.5

43.4

40.6

16.5

27.3

24.3

14.1

100

39.9

37.1

21.3

23.2

20.2

12.0

200

34.8

31.8

31.6

17.2

14.2

9.0

250

33.1

30.2

36.0

15.3

12.3

8.0

Las categorías de cables UTP que se utilizan para redes son la Cat-3 , Cat-4 , Cat-5 , Cat-6 , Cat-7 y Cat-8. Las más utilizadas son la 5 y la 6 (2006). Sin embargo, el nuevo estándar 10GBaseT, que requiere categoría 7. Por su parte, las normas ANSI/TIA/EIA han establecido una clasificación basada en características mecánicas y de transmisión que no coinciden exactamente con las anteriores.

En general cuanto mas alta es la categoría de un cable de par trenzado, mayor es el número de vueltas de sus conductores por unidad de longitud. Además las frecuencias de prueba son más elevadas.

Por ejemplo, el cable Cat-5 debe ser probado a 100 MHz, y el de Cat-6 a 250 MHz; el cable de Cat-1 no tiene vueltas en absoluto, pero ni Cat-1 ni Cat-2 se utilizan para redes informáticas. La tabla adjunta muestra sus principales características.

Categoría

Fr. de prueba

Descripción

1

4 MHz

Cable calidad telefonía estándar

2

5 MHz

Utilizado en algunas redes antiguas Apple-Talk

3

16 MHz

UTP. Para 10BaseT

4

20 MHz

UTP. Para 10BaseT y 100BaseT

5

100 MHz

UTP. Para 10BaseT y 100BaseT

6

250 MHz

UTP Para 1000 BaseT

7

625 MHz

A la fecha de actualizar estas notas (2006), esta categoría no está estandarizada, aunque se espera que lo sea pronto, y cumpla los requisitos exigidos para el nuevo estándar 10GBaseT. Se supone que no utilizará el viejo conector RJ45, ya que la propuesta es utilizar un conector Nexans GG45 que es compatible con los RJ45. La novedad es que el nuevo conector tiene la apariencia de un RJ45 de 8 conectores al que se le han añadido 4 en la parte inferior.

1000 MHz

Existe un nuevo estándar en preparación para las futuras especificaciones a partir de la 10GBaseT, y aplicaciones que requieren un gran ancho de banda, como video de alta definición, que necesita 862 MHz.

Nota : hemos de advertir que la clasificación de los cables es a veces confusa y poco consistente, en especial por parte de los fabricantes. Por ejemplo, algunas fuentes señalan 3 subcategorías dentro de la categoría 6 que serían las siguientes: Cat-6 ; la original para 250 MHz; Cat-6e , una calificación "extendida" para 500 MHz, y Cat-6a, para la nueva 10GBaseT que exige 625 MHz. Sin embargo, otras fuentes denominan a este último cable directamente como Cat-7.

Además de la anterior, la Norma ISO/IEC 11801 ha establecido una clasificación de los cables por clases, identificadas por una letra, que se basa en el uso al que están garantizados.

  • Clase A : cable calificado hasta 100 KHz
  • Clase B : cable calificado hasta 1000 KHz
  • Clase C : cable calificado hasta 1600 KHz
  • Clase D : cable calificado hasta 100.000 KHz
  • Clase E : cable calificado hasta 250.000 KHz
  • Clase F : cable calificado hasta 600.000 KHz
  • Clase Óptica : cable de fibra óptica, calificados de 10.000 KHz en adelante.

Las instalaciones nuevas deberían estar preparadas para los nuevos protocolos de alta velocidad, por lo que debe utilizarse material de la mejor calidad; cable de Cat-6 o superior, junto con conectores y aparallaje adecuado.

5.1 Consideraciones de seguridad

La mayoría de cables de red se han venido construyendo con una cubierta exterior protectora de PVC. Un plástico que propaga fácilmente la llama en caso de incendio, y cuyo humo es muy denso y contiene gran cantidad de gases tóxicos. Estas características, que los convierten en muy peligrosos en caso de incendio, han motivado la aparición de un nuevo tipo de cubierta protectora.

Los cables LSZH ("Low Smoke Zero Halogen") representan una nueva tecnología de fabricación que presenta grandes ventajas respecto a la tradicional en caso de incendio:

  • Reducción de las emisiones de humo.
  • No emisión de gases tóxicos.
  • No propagación de la llama.
  • No emisión de gases corrosivos.

Puesto que los cables pueden jugar un papel destacado en la propagación de un incendio y en sus consecuencias, las ventajas anteriores hacen que en caso de instalaciones nuevas, merezca la pena el pequeño sobrecosto que pueda representar la utilización de cables certificados LSZH.

6 Cableado en PAR TRENZADO

En ocasiones pueden existir dudas de cómo realizar de forma correcta el grimpado de conectores de par trenzado ( TP ), la manera de instalar una roseta o un panel de grimpaje. Para ello hemos incluido un gráfico donde puedes observar cuál es la forma correcta de hacerlo.

6.1 La figura 1 muestra el cableado para un conector RJ-45 . Fíjese que únicamente 2 de los 4 pares (los pares 2 y 3 en el diagrama) se usan para señales de red cuando se utiliza el estándar 10 Base-T ; los otros dos pares se pueden usar para señales telefónicas. En 100 Base-T , se utilizan los 4 pares para señal (teniendo en cuenta el cableado de las Categorías 3 y 4).

Fig.1- Grimpaje de conector RJ-45 , en la disposición correspondiente a la norma TIA/EIA 568B. El conector está visto desde la parte inferior (suponemos que la lengüeta de sujeción está en la superior).

Para que el cable pueda ser utilizado en redes, la colocación de los diversos pares debe ser precisamente la indicada en la figura (norma TIA/EIA 568-B o en la norma complementaria 568A).

El conector RJ-45 (ISO 8877) es el macho; la hembra, denominada Jack , se monta en la NIC ("Network Interface Card") del DTE ("Data Terminal Equipment"); en una toma de pared, o en agrupaciones ("Patch panels") que se montan sobre un bastidor ("Rack").

7 Tipos de conexionado: Hub-a-Nodo y Nodo-a-Nodo

Los segmentos Ethernet construidos con cable UTP pueden ser de dos clases según su utilización, el denominado cable recto y el cruzado . Las figuras 1 y 2 muestran los diagramas de grimpaje para cada tipo (ambas figuras representan un solo cable con conectores RJ-45 en cada extremo). Este cableado asegura en ambos casos que las líneas de Transmisión (Tx) de un aparato se comunican con las líneas de Recepción (Rx) del otro aparato.

7.1 Cable recto (pin a pin)

Son los cables que conectan un concentrador con un nodo de red (Hub-Nodo); los hilos están grimpados a sendos conectores RJ-45 en ambos finales. Todos los pares de colores (como el blanco/azul) están conectados en las mismas posiciones en ambos extremos. La razón es que el hub realiza internamente el necesario cruce de señal.

7.2 Cable cruzado (cross-over)

Son cables que conectan dos concentradores o dos transceptores entre si, o incluso dos tarjetas (Nodo-Nodo), cuya distancia no supere los 10 m. El par 2 (pines 1 y 2) y el par 3 (pines 3 y 6) están cruzados (se puede ver la diferente asignación a cada conector).

Como regla general, el cable cruzado se utiliza para conectar elementos del mismo tipo o similares, por ejemplo, dos DTE ("Data Terminal Equipment") conectado a una LAN, dos concentradores (Hubs), dos conmutadores (Switchs) o dos enrutadores (Routers).

Tenga en cuenta las siguientes observaciones respecto al uso de uno y otro tipo de cable:

El cable cruzado ("cross-over") solo debe ser utilizado cuando un PC es conectado directamente a otro PC, sin que exista ningún elemento adicional (hubs, routers, etc). En realidad, puesto que la mayoría de las redes utilizan al menos un concentrador, el cable cruzado solo se utiliza en circunstancias excepcionales, por ejemplo realización de pruebas cuando se desea soslayar la complejidad de la red y se conectan dos PCs directamente.

Los dispositivos Ethernet no pueden detectar un cable cruzado utilizado de forma inadecuada; este tipo de cables encienden los LEDs de actividad en los adaptadores, concentradores y Switches. La única forma de saber el tipo de cable (cruzado o recto) es mediante un polímetro o un instrumento de medida adecuado.

;115%

[1] Se estima que el costo del cable solo representa el 5 - 8% del costo total de una red. Teniendo en cuenta que la vida útil de una instalación se estima en 10 años, y que en dicho plazo los componentes pasivos (cables y conectores) serán utilizados por 2 o 3 generaciones de electrónica activa (routers, switches, hubs, concentradores, etc), no merece la pena realizar instalaciones de red con cableados de categoría inferior 6. La mayor parte del costo total, incluido el de explotación del cableado a 10 años, se debe a otros factores.

[2] La Cat-5 de cable estándar exige que la longitud máxima sin trenzar nunca exceda de 13 mm (aproximadamente media pulgada).

[3] El drenaje está formado por un hilo de cobre desnudo que está en contacto con el papel de aluminio. Su misión es garantizar una continuidad eléctrica en la pantalla y evitar los efectos de capacidad que pudieran producirse entre las hojas metálicas.

[4] Los extremos de las líneas de RF pueden actuar como "espejos" de la energía transmitida, de forma que parte de esta puede volver al origen. Por esta razón es muy frecuente la utilización de "terminadores" o adaptadores de impedancia en los extremos, en especial si estos no están conectados a ninguna carga (receptor).

[5] Recuerde que un bit es la menor cantidad de información que puede existir aisladamente.

[6] CRC "Cyclical Redundancy Checking" Un tipo de algoritmo que acepta entradas de longitud variable y produce una salida de longitud fija mucho menor que los datos de entrada. Por ejemplo, una resultado CRC puede ser 9DD52J98. Esta salida es "casi" única para cada conjunto de datos de entrada, de forma que la probabilidad de que dos entradas distintas pudieran repetir el mismo resultado, es del orden de 1 entre 4.3 miles de millones. El algoritmo es usado extensamente por los protocolos de comunicaciones, que calculan el CRC del mensaje recibido. Si no coincide con el CRC que también se recibe, se solicita el reenvío de los datos.

; color: black; 14px;Medida de los conductores

1 Galga

La medida, o galga, de los conductores indica su geometría. Como son circulares, es equivalente indicar su diámetro o su sección recta. Es decir, el área del hilo/hilos que lo forman. A partir de este valor, y conociendo el material con el que están fabricados (generalmente cobre o aluminio), es posible deducir sus principales características mecánicas y eléctricas. Para indicar la galga se utilizan distintos sistemas que comentamos a continuación.

2 Decimal

Este sistema utiliza la sección del conductor CSA ("Cross Section Area") expresada en mm2. Por ejemplo, si se habla de un conductor de 2.5, sabemos que su sección total es de 2.5 mm2 (independientemente del número de hilos que lo componen). En ocasiones se utiliza una fracción con el número de hilos y el diámetro de cada uno en mm. Por ejemplo, la galga 1/0.90 corresponde a un conductor sólido (un solo hilo) de 0.636 mm2 (π x r2 = 3.1416 x 0.452 = 0.636), mientras que la galga 13/0.20 corresponde a un conductor trenzado de 0.41mm2 con 13 hilos.

Aunque no es común en electrónica, digamos que en instalaciones de baja y alta tensión, es usual indicar la galga de los cables como un producto. Por ejemplo, 3 x 2.5 sería la designación de un cable de 3 conductores de 2.5 mm2 cada uno. Mientras que la galga 3.5 x 2.5, correspondería a un cable de 4 conductores; tres conductores principales (de fase) de 2.5 mm2 de sección y un cuarto conductor (de neutro) con una sección mitad que los de fase.

2 Galga americana

Conocida por su acrónimo AWG ("American Wire Gauge"), es conocida también como galga BS ("Brown & Sharp wire gauge"). Las secciones están definidas mediante una progresión geométrica. Construida de forma que a números más altos les corresponde menor sección.

3 Galga Imperial

Aunque el Sistema Métrico Decimal, y por tanto el sistema CSA, se implantó oficialmente en Inglaterra en 1971, el antiguo Sistema Imperial (Libras, Pintas, Millas, Etc.) sigue siendo de uso cotidiano. En USA se utiliza también, aunque en general las unidades correspondientes son algo menores que en el Reino Unido. El resultado es que en Inglaterra y USA, se utiliza en ocasiones la galga SWG ("Imperial Standard Wire Gauge"). Basada en el número de veces que hay que pasar el conductor por una hilera imperial estándar ("Imperial standard draw plate") para alcanzar un diámetro determinado.

4 Milésimas

Este sistema utiliza como medida el diámetro del conductor expresado en milésimas de pulgada. A ésta unidad se la denomina mil . Por ejemplo, un conductor cuya galga sea 5 mil , tiene en realidad 0.127 mm de diámetro (5 x 25.4/1000). Así mismo, a 1 mil de diámetro le corresponde un área de (π x 0.0012/ 4) pulgadas cuadradas. Como veremos a continuación este área es conocida como la milésima circular, que es utilizada a su vez como unidad de medida.

5 Milésimas circulares

Este sistema, conocido por las iniciales ;CM ("Circular Mil"), utiliza como medida el área de la sección recta del conductor expresada en milésimas circulares. Como se ha indicado, esta unidad es el área de un círculo de una milésima de pulgada de diámetro (1 mil ). Es decir, un área de aproximadamente 0.7854 10-6 pulgadas2 (π x 0.0012/ 4). Por ejemplo, un conductor cuya galga sea 10 CM , tiene un diámetro de 0.003162 pulgadas (raíz cuadrada de 10/1000000) o lo que es lo mismo, un diámetro de 3.162 mil (ver epígrafe anterior) o 0.080 mm.

La ventaja de los sistema anteriores es que conocida la galga x de un conductor en milésimas ( x mil), la sección S en milésimas circulares, puede obtenerse directamente mediante el cuadrado de x ( S = x 2 ), sin que intervenga el número π .

Las tablas adjuntas muestran algunas equivalencias entre los sistemas mencionados.

AWG

SWG

CSA

Trenzado

AWG

SWG

CSA

Stranding

32

0.032

35

0.036

7/.08

19

0.813

31

34

0.040

18

0.826

33

0.049

1/0.25

17

1.04

30

0.051

18

1.17

32

0.057

7/0.1

16

1.34

19/0.3

29

31

0.065

17

1.63

30

0.078

1/0.315

15

1.68

19/0.335

28

0.081

7/0.12

14

16

2.08

29

0.086

7/0.125

13

2.63

27

0.103

15

2.64

28

0.124

7/0.15

14

3.25

26

0.128

1/0.4

11

4.13

27

0.132

13

4.47

25

26

0.162

10

5.26

25

0.193

12

5.39

24

0.210

9

11

6.60

24

0.245

8

8.4

23

0.259

10

10.0

23

0.295

7

9

10.6

22

0.324

6

13.0

22

0.410

13/0.2

5

16.8

21

0.412

4

21.0

21

0.511

3

26.2

20

0.556

2

33.6

19

0.636

1/0.90

20

0.66

.

"Arial"SWG

"Arial"Wire Number

"Arial"AWG

"Arial"AWG

(pulgadas)

(Gauge)

(pulgadas)

(mm)

0.500

0000000 (7/0)

..............

............

0.464

000000 (6/0)

0.580000

............

0.432

00000 (5/0)

0.516500

............

0.400

0000 (4/0)

0.460000

11,684

0.372

000 (3/0)

0.409642

10,404

0.348

00 (2/0)

0.364796

9,266

0.324

0 (1/0)

0.324861

8,252

0.300

1

0.289297

7,348

0.276

2

0.257627

6,543

0.252

3

0.229423

5,827

0.232

4

0.2043

5,189

0.2120

5

0.1819

4,621

0.1920

6

0.1620

4,115

0.1760

7

0.1443

3,665

0.1600

8

0.1285

3,264

0.1440

9

0.1144

2,906

0.1280

10

0.1019

2,588

0.1160

11

0.0907

2,304

0.1040

12

0.0808

2,052

0.0920

13

0.0720

1,829

0.0800

14

0.0641

1,628

0.0720

15

0.0571

1,450

0.0640

16

0.0508

1,291

0.0560

17

0.0453

1,150

0.0480

18

0.0403

1,024

0.0400

19

0.0359

0,9119

0.0360

20

0.0320

0,8128

0.0320

21

0.0285

0,7239

0.0280

22

0.0253

0,6426

0.0240

23

0.0226

0,5740

0.0220

24

0.0201

0,5106

0.0200

25

0.0179

0,4547

0.0180

26

0.0159

0,4038

0.0164

27

0.0142

0,3606

0.0148

28

0.0126

0,3200

0.0136

29

0.0113

0,2870

0.0124

30

0.0100

0,2540

0.0116

31

0.0089

0,2261

0.0108

32

0.0080

0,2032

0.0100

33

0.0071

0,1803

0.0092

34

0.0063

0,1601

0.0084

35

0.0056

0,1422

0.0076

36

0.0050

0,1270

0.0068

37

0.0045

0,1143

0.0060

38

0.0040

0,1016

0.0052

39

0.0035

0,0889

0.0048

40

0.0031

0,0787

0.0044

41

0.0028

0,0711

0.0040

42

0.0025

0,0635

0.0036

43

0.0022

0,0559

0.0032

44

0.0020

0,0508

0.0028

45

0.0018

0,0457

0.0024

46

0.0016

0,0406

0.0020

47

0.0014

0,0350

0.0016

48

0.0012

0.0305

0.0012

49

0.0011

0,0279

0.0010

50

0.0010

0,0254

51

0.00088

0,0224

52

0.00078

0,0198

53

0.00070

0,0178

54

0.00062

0,0158

55

0.00055

0,0140

56

0.00049

0,0124

Nota : Como puede suponerse, a igualdad de sección, los diámetros de los conductores trenzados son ligeramente mayores que los de conductores sólidos.

6 Características físicas

Generalmente los conductores son de cobre o aluminio, de forma que conociendo la sección, es fácil conocer el resto de características eléctricas y mecánicas para un conductor determinado, ya que las propiedades físicas de ambos elementos y sus aleaciones, son perfectamente conocidas.

La característica de un conductor de sección determinada, que más interesa al electrónico, es la resistencia eléctrica (Ohmios/m). A partir de ella puede establecerse la intensidad máxima admisible para determinadas condiciones (conductor aislado, al aire, bajo conducto, etc), ya que el calor generado como consecuencia de la resistencia al paso de la corriente, es la que determina su calentamiento, y a la postre su posible destrucción. Por ejemplo, el ancho de las pistas en los circuitos impresos debe ser proporcionada a la intensidad de la señal transportada. En ingeniería eléctrica, la resistencia mecánica a la tracción de los conductores (Kg/cm2) es también un dato importante. Por ejemplo, para el cálculo de líneas de alta tensión.

;115%

[1] Se denomina progresión geométrica a una sucesión de números en la que el cociente entre dos términos consecutivos se mantiene constante. Generalmente el término se utiliza en contraposición con el de progresión aritmética, en la que es la diferencia entre dos términos consecutivos la que se mantiene constante.

[2] En la construcción de hilos metálicos se sigue un sistema conocido como "trefilado", en el que el hilo va pasando sucesivamente a través de orificios de secciones decrecientes, practicados en una placa metálica denominada hilera, hasta alcanzar el grosor deseado. Las secciones de los orificios de la hilera siguen una progresión geométrica. Naturalmente, cuanto más delgada es la sección deseada, mayor es el número de pasadas necesarias.

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