| Artículos | 01 SEP 1996

Cableado, métodos de acceso y topologías

Tags: Histórico
Jaime Taboada.

Lo primero que se debe hacer para poner en marcha una red es realizar un tendido de cables mínimo (normalmente llamado cableado). En este artículo proporcionamos información básica sobre el cableado, para que los usuarios sin conocimientos profundos del tema puedan defenderse cuando tengan que enfrentarse con ese aspecto de las redes locales y participar en las decisiones.

En el último número de PC World publicamos un artículo de introducción a las redes locales en el que tratábamos, de un modo bastante superficial, aspectos generales de este campo de la informática. Este mes nos centramos en el aspecto del cableado de las redes locales, tratando nociones de topologías y métodos de acceso.

La conexión entre los ordenadores de la red se realiza mediante cables (por el momento dejaremos aparte las redes inalámbricas, que merecerán un artículo completo más adelante). Un cable no es más que un conjunto de elementos conductores (normalmente hilo de cobre) dispuesto de forma longitudinal. La importancia de los cables es fundamental en la construcción de la red, pues determinan el límite de velocidad de la red. En general, y sin entrar en redes de costes elevados y soluciones especiales, las redes locales pueden alcanzar velocidades de 100 Mbps (Megabits por segundo). Hoy día existen dos tipos principales de cable que se utilizan en las redes locales: coaxial y par trenzado.

El cable coaxial está formado por un conductor interior, rodeado por un dieléctrico, que da soporte a una malla de cobre exterior, cubierta a su vez por un aislante. El conductor interior suele hacerse mediante el trenzado de hilos de cobre o bien mediante un cilindro sólido de cobre. El dieléctrico no es más que un material no conductor, pero cuya composición es fundamental para unas buenas características de transmisión. La malla exterior tiene como propósito servir de contacto entre la masa de todos los equipos conectados, al tiempo que hace las funciones de jaula de Faraday que atenúa la entrada de interferencias eléctricas externas. Por último, la capa de aislante es un material no conductor que impide que la malla pueda entrar en contacto con otros elementos. Se evita así la entrada directa de tensiones en la malla, a tiempo que se protege contra la degradación.

Un parámetro fundamental de los cables coaxiales es la impedancia característica. Este concepto surge del estudio matemático de las líneas de transmisión, y es de suma importancia cuando se trabaja con redes locales. Lo normal es utilizar cable RG-58 (también conocido como cable fino) cuya impedancia característica es de 50 ohmios. Esto quiere decir que cuando se coge un cable RG-58 de longitud infinita (supuesto teórico), y nos colocamos en uno de sus extremos con un polímetro, la resistencia que se mide es de 50 ohmios. Para que en una red de cable coaxial haya una buena comunicación, la resistencia entre el conductor interno y la malla, en cualquier punto de la red, debe ser de 50 ohmios.

El tendido de cable coaxial se realiza como una única línea (llamada normalmente segmento) que pasa por todos los equipos de la red. En cada equipo la conexión se realiza mediante un conector T. Este conector tiene una boca en la base de la T que se adapta a la tarjeta de red (o a la toma del equipo en cuestión). Los extremos superiores de la T son dos bocas para dos conectores BNC. Normalmente en ambos se conecta un cable, que enlaza con los equipos anterior y siguiente. En el caso de que el equipo sea el primero o el último de la red, en la boca que queda libre se tiene que conectar un terminador. Este pequeño dispositivo es un conector BNC en cuyo interior tiene una pequeña resistencia de 50 ohmios para el cable RG-58, o el valor que corresponda al cable utilizado.

La importancia del terminador

Un error típico en el montaje de tarjetas de red es el de no realizar una terminación correcta. Si en la boca libre del conector T del último equipo del segmento de la red no se coloca un terminador, lo que ocurre en el cable es que se producen rebotes de la señal que se superponen a la señal original impidiendo la interpretación correcta. Otro error es conectar el cable del último equipo directamente a la tarjeta, sin utilizar una T. Nuevamente se obtendría un funcionamiento incorrecto de la red.

El cable coaxial ha tenido una época de apogeo que toca a su fin, si bien sigue siendo muy recomendable en redes de pequeño tamaño, ya que aparte de ser de instalación sencilla, no requiere utilizar concentradores (requisito para redes de par trenzado). Además es mucho más fiable en entornos con fuertes interferencias electromagnéticas, por lo que es de aplicación en ambientes industriales. La limitación del cable coaxial es que tiene una velocidad máxima de 10 Mbps (megabits por segundo) en las implementaciones comerciales. No obstante se utilizan cableados coaxiales de alta velocidad en enlaces punto a punto, y no sería extraño que en el futuro se volviera a recuperar el uso masivo de este tipo de cable en redes de muy alta velocidad.

Par trenzado

El cable de par trenzado es el que más se utiliza en instalaciones nuevas. Consiste en un conjunto de ocho hilos de cobre, cada uno de los cuales puede realizarse mediante un trenzado de hilos finos, o mediante un único cilindro macizo de aproximadamente un milímetro de grosor. Cada conductor va rodeado por su propio aislante, y el conjunto de los ocho hilos se envuelve en un recubrimiento protector. En el interior los conductores se agrupan por pares, que van enrollados sobre si mismos. De ahí procede el nombre de par trenzado. El número de vueltas que dan los dos conductores de un par sobre sí mismos, suele ser de una cada dos centímetros o menos. Esta vueltas son fundamentales para evitar la interferencia de otras señales sobre la que transporta el par en cuestión.

El principio de la protección mediante las vueltas que da el par, se puede explicar de forma sencilla. Es sabido que cuando en un campo magnético variable se introduce una espira de material conductor, se inducen corrientes eléctricas. La magnitud de la corriente inducida es proporcional al flujo magnético que atraviesa la espira, que a su vez es proporcional al área de la espira. Si resulta que ésta da dos vueltas, una en un sentido y la otra en el contrario, la corriente inducida en una espira se anula con la de la otra. En definitiva, no hay corriente neta.

En el caso del par trenzado el principio es el mismo. Con cada vuelta se consigue que las corrientes inducidas por interferencias en una parte de una vuelta, se anulen con las producidas en la otra parte de la vuelta, resultando que la interferencia no tiene efectos nocivos en la señal transportada.

Tipos de par trenzado

Esta es la situación ideal, pero en la realidad los pares trenzados son sensibles a las interferencias electromagnéticas moderadamente fuertes. Para estas situaciones se suele utilizar el par trenzado apantallado, que posee un recubrimiento metálico que protege el conjunto de pares del cable, de manera similar a como actuaba la malla del cable coaxial. El apantallado se puede realizar de varias formas. La normal es con una sola capa metálica que rodea el conjunto de pares. Nos encontramos ante el llamado FTP (Foiled Twisted Pair) o par trenzado encintado, en contraposición al UTP (Unshielded Twisted Pair) o par trenzado sin apantallar. Recibe el nombre de la forma del apantallado, que es una cinta metálica que rodea a los pares.

El FTP no es más que una solución intermedia entre el UTP y el STP (Shielded Twisted Pair). Este tipo de cable posee un apantallamiento que rodea cada par, con lo que se reduce la interferencia entre pares, aparte de un apantallamiento del conjunto de pares. El STP suele estar formado sólo por dos pares, pues la suma de apantallamientos lo harían demasiado grueso si llevara los cuatro

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