Los cables de red UTP
SCuM – Adaptado por Luis M. Felipe on Enero 2005.
22-02-2002, 21:07
INTRODUCCIÓN.
El propósito de este artículo es mostrarle cómo hacer los dos tipos de cables
que pueden usarse para conectar una red de computadoras de dos o más
computadoras para formar rápidamente y simplemente una red de área local (LAN Local Area Network) para una oficina pequeña o una casa. Estas
instrucciones también pueden usarse para hacer "patch
cables" para redes con una infraestructura de cableado más compleja.
Los dos tipos de unshielded twisted-pair (UTP) standard son los de 10
Mhz 10BASE-T Ethernet y
100Mhz 100BASE-TX Fast Ethernet.
La norma de 100BASE-TX está volviéndose la norma de LAN
predominante rápidamente. Si usted está empezando desde el principio, para
construir una red hogareña o la red de la oficina, ésta es claramente la norma
que debe escoger. Este artículo le mostrará cómo hacer cables que trabajarán
con ambas normas.
LANS SIMPLIFICADAS.
Un LAN puede ser tan simple como dos computadoras,
cada uno con un network interface
card (NIC) o adaptador de red y un software adecuado
corriendo, conectadas a travez de un cable crossover.
El próximo paso a sería una red que consiste en tres o más computadoras y un
HUB. Cada uno de las computadoras se conecta al HUB con un cable recto (straight-thru) (la funcion de crossover la realiza
el hub).
EL CABLE DE RED Y
CONECTORES
http://www.duxcw.com/digest/Howto/network/cable/rwtp.gif
Hay varias clasificaciones de cable usadas para las redes twisted-pair. Por razones obvias, limitaré al uso de Cable
Categoría 5e (CAT 5e o CAT 5 enhaced) que es el standard hoy dia para cualquier instalacion que se haga partiendo de cero. Hay igualmente,
algunas clasificaciones para el aislamiento exterior de cables CAT 5 que en su mayoria responden a normas de seguridad contra incendios.
Yo uso cable CMR o "riser cable,", para la
mayoría de las instalación eléctricas que hago. Debe
ser consciente que existe otro tipo llamado CMP o plenum
cable (plenum se usa para distribuir el aire en un
edificio). Las regulaciones locales o códigos puede requerirle usar el plenum-jacketed más caro si
atraviesa techos suspendidos, conductos, u otras áreas, si se usan para
circular el aire o actuar como un pasaje aéreo de un cuarto a otro. Si esta en
la duda, use el plenum. El cable de CMR es
generalmente aceptable para todas las aplicaciones que no requieren el cable plenum.
El cable CAT 5e está disponible en caja y el cable viene
enrollado en una bobina (ver foto).
Esto es muy útil para tirar el cable sin torcerlo. Sin este tipo de paquete o
una bobina de cable, tirar del cable es un trabajo dos personas.
El cable CAT 5 tiene cuatro pares de alambres cruzados con un total de ocho
alambres individualmente aislados. Cada par es codificado con colores con un
alambre que tiene un color sólido (azul, anaranjado, verde, o castaño)
enroscado (twisted) alrededor de un segundo alambre
blanco con una raya del mismo color. Los colores sólidos pueden tener una raya
blanca en algunos cables. Se describen los colores del cable normalmente usando
el color del fondo seguido por el color de la raya; por ejemplo, el
blanco-naranja es un cable con un fondo blanco y una raya anaranjada.
LOS CONECTORES.
Los cables straight through
y cross-over discutidos en este artículo usan
conectores CAT 5e RJ-45. Los conectores RJ-45 son similares a aquéllos que
usted verá en el fin de su cable del teléfono excepto que tienen ocho contra
cuatro o seis contactos y son dos veces mas grande.
Asegúrese que son conectores marcados como CAT 5e.
LAS HERRAMIENTAS.
Modular Plug Crimp Tool o pinza de impacto. Es muy similar a la que se usa
para el cable de teléfono y pero con formato especialmente diseñado para Ethernet. Es simplemente una pinza que se usara para cerrar
los conectores (Puedo asegurar que usar cualquier otro metodo
es totalmente insalubre, por no decir imposible). Aunque el crimper
tiene cortadores que pueden usarse para cortar el cable y los alambres
individuales, y despojando la chaqueta exterior posiblemente, yo encuentro que
las herramientas siguientes son buenas para despojar y cortar el cable...
Herramientas pelacables UTP Universal. Funciona
astutamente como un pela cable, y hace el corte mucho mas
prolijo y facil. Yo recomiendo que usted compre uno
si estará haciendo muchos cables.
El tipico alicate, cutter o
cuchillo tambien se puede usar para pelarlos pero no
se recomiendan.
UN POCO DE TEORÍA
10BASE-T y 100BASE-TX Ethernets consisten en dos
líneas de la transmisión. Cada línea de la transmisión es un par de alambres
trenzados. Un par recibe datos y el otro par transmite. Un transmitter
(transmisor) está en uno de los extremos de estas líneas y un receptor en el
otro. Un esquema muy simplificado de este circuito es el siguiente:
Los pulsos de energía viajan por la línea de transmisión casi a (186,000 miles/second). Los componentes principales de uno de estos pulsos
de energía son el voltaje potencial entre el alambre y el fluir actual de la
superficie de los alambres. Esta energía también puede ser considerada como
residente en el campo magnético que rodea los alambres y el campo eléctrico
entre los alambres. En otros términos, una ola electromagnética por que se
guía, y viaja por cada uno de los alambres (cables).
La preocupación principal son los campos magnéticos que rodean los alambres y
los campos magnéticos generados externamente por las otras líneas de la
transmisión en el cable, otros cables de la red, motores eléctricos, luces
fluorescentes, teléfono y líneas eléctricas, relámpagos, etc. Esto es conocido
como ruido (noise). Los campos magnéticos inducen sus
propios pulsos en una línea de transmisión que puede literalmente
"enterrar" los pulsos Ethernet (que es el
portador de la información que esta siendo enviada por la linea).
El par entrelazado (twisted-pair)
que utiliza Ethernet emplea dos principios para
combatir el ruido. El primero es el uso de transmisores equilibrados y receptores.
Un pulso de señal realmente consiste en dos pulsos simultáneos que tienden a
anularse: un pulso negativo en una línea y un pulso positivo en la otra. El
receptor descubre la diferencia total entre estos dos pulsos. Ya que un pulso
de ruido (mostrado en rojo en el diagrama) normalmente produce pulsos de la
misma polaridad en ambas lineas, este pulso de ruido
es practicamente cancelado por el otro en el
receptor. También, el campo magnético que rodea un alambre a partir de un pulso
es practicamente un espejo del otro en el otro
alambre. En una distancia muy corta de los dos alambres los campos magnéticos
se oponen y tienen una tendencia a cancelar los de efectos del campo de uno
sobre el otro. Esto reduce el impacto de una línea de transmicion
en el otro par de alambres y el resto del mundo.
El segundo y el mas importante de los medios para reducir la diafonía (crosstalk)--la término diafonía vino de la habilidad de oir las conversaciones en otras líneas en su teléfono o mas
conocido como "señora cuelgue que se ligó!"--entre
los pares de cables, es la configuración de hélice doble producida trenzando
los alambres juntos. Esta configuración produce ruidos simétricos (idéntico) en
la señal de cada alambre. Con suerte, su diferencia, medida en el receptor, es
cero. En la realidad no se da siempre asi y se deben
aplicar codigos de corrección de errores. Cuanto mas
deteriorado esta el cable y mayor ruido hay en el espacio, mayor es la cantidad
de errores que se produce y menor es la velocidad y fiabilidad de los datos.
LAS NORMAS PARA LOS CÓDIGOS DE COLOR.
Empezamos con unos simples diagramas de los pin-out
de los dos tipos de cable UTP Ethernet y veremos como
cómo los comités pueden complicar las cosas aun mas.
Estos son los diagramas:
Notar como los pines TX (transmisores) se conectan a los pines RX
correspondientes (receptores), positivo con positivo y negativo con negativo. Y
que debe usar un cable cossover para conectar
unidades con interfaces idénticas (por ejemplo dos PCs
sin un HUB en el medio). Si usted usa un cable straight-through, una de las dos unidades debe realizar la función
cross-over.
Dos normas de códigos de color de alambre estan
vigentes: EIA/TIA 568A y EIA/TIA 568B. Los códigos son normalmente pintan con con los RJ-45 como sigue:
Si nosotros aplicamos el código de color 586A y mostramos los ocho alambres,
nuestro pin-out seria algo asi:
Notar como los pines 4, 5, 7, y 8 y los pares azules y castaños no se usa en
ninguno de los dos standards. Contrariamentea
lo que usted puede leer en otra parte, Estos pins y
sus alambres no
se usan o se exigien
para implementar una red 100BASE-TX Full duplex --
Estos pares simple y llanamente no tienen uso.
Sin embargo, los cables reales no son físicamente asi
de simples. En los diagramas, el par anaranjado de alambres no es adyacente. El
par azul está al revés. el lado de la izquierda está
ordenado como va a ir en el RJ45, pero el derecho esta invertido. Por ejemplo,
si nosotros invertimos el lado izquierdo de los 586A "straight-thru"para igualar el connector
586A --haciendo girar el cable 180° en uno de los extremos--y entrelazamos los
alambres y resestrucutramos los pares como
corresponde, conseguimos un quilombo de cables que se
asemeja al siguiente:
Esto enfatiza aun mas, espero, la importancia de la
palabra "entrelazados" al hacer cables de red que funcionen. Usted no
puede usar un par de cables de teléfono para hacer un cable de red
(especialmente uno de 100BaseTX).Además, usted debe
usar un par de alambres trenzados para conectar un juego pines transmisores a
sus respectivos pines receptores. Usted no puede usar un alambre de un par al
azar con otro de otro color diferente de otro par, creo que queda claro porqué.
Teniendo presente los principios anteriores, nosotros podemos simplificar el
diagrama para un cable 568A straight-thru destrenzando los alambres, exceptuando el giro de180°
en el cable entero, y doblando las puntas hacia arriba. De la misma manera, si
nosotros intercambiamos los pares verdes y anaranjados en el diagrama del 568A straight-thru obtendremos un
diagrama simplificado para un 568B straight-thru. Si nosotros cruzamos los pares verdes y anaranjados
en el diagrama 568A llegaremos a un diagrama simplificado para un cable crossover.
HAGAMOSLO MAS SENCILLO.
Hay sólo dos únicas
terminaciones de cables en los diagramas precedentes. Los mismos corresponden a
los conectores RJ-45 568A y 568B y se muestran del lado derecho.
De nuevo, los alambres con fondo de color pueden tener rayas blancas y pueden
figurar asi en otros diagramas de otros sitios. Por
ejemplo, el alambre verde puede etiquetarse verde-blanco - no hay ninguna
diferencia. El color de fondo siempre se especifica primero.
Ahora, todo lo que hay que recordar, para disponer propiamente los cables, son
los diagramas para las dos terminaciones y las siguientes reglas:
Un cable straight-thru
tiene identicas terminaciones.
Un cable crossover tiene terminaciones diferentes.
No hay diferencia funcional entre usar un standard o otro para un cable straight-thru. Se puede iniciar un cable crossover
con cualquiera de los dos standards mientras la otra terminacion use el otro standard.
No hay diferencia funcional en que lado es cual. Un "patch"
cable 568A funciona perfectamente en una red 568B y viceversa.
Preferentemente conviene mantener un mismo standard
en toda la red para no crear futuros inconvenientes con alguien que venga a
cambiar un conector o una ficha de la pared. O para que uno
mismo sepa que siempre puede usar un standard sin
necesidad de andar mirando que tiene del otro lado.
HAGAMOS ALGUNOS CABLES
1. tirar el cable fuera de la bobina a la longitud
deseada y cortar. Si estan pasando los cables a travez de las paredes, un agujero en el suelo, un cable
canal, etc., es más fácil poner los conectores despues
de haberlos pasado. La longitud total de segmentos de cable entre una PC y un
HUB o entre dos PC no puede exceder 100 Metros ya sea para 100BASE-TX o para
10BASE-T.
2. Pelar uno de los extremos del cable con la herramienta que se desee. Si estan usando la, herramienta pelacables,
poner el cable en la ranura del lado de la hoja de la herramienta (izquierda) y
encuadrar el fin del cable con el lado derecho de la herramienta. Con esto se
logra despojar cerca de una pulgada de funda de cable. Darle una vuelta y
retirar el sobrante (si se zarpan con las vueltas van a terminar cortando los
alambres.
3. Inspeccionar que los alambres no esten cortados
(LOS ALAMBRES NO DEBEN SER PELADOS!). Si lo estan, cortar la punta y volver a empezar. Puede que sea
necesario ajustar la herramienta con el tornillo de ajuste. Los diametros de los cables y sus fundas pueden variar.
4. Desenrozacar y acomodar los cables en el orden eleigo (568A o B).
5. Aplanar los alambres con el pulgar y el dedo indice.
Cortar las puntas de los cables para que esten
parejas. Es muy importante que la parte que dejamos al aire (que pelamos) sea
de no mas de media pulgada de largo. Si es mas larga, estará fuera de las
especificaciones y suceptible a interferencias (crosstalk, ver teoría). Si es mas corta, puede que no calze bien en la ficha.
6. Mantener la ficha RJ-45 con el clip hacia abajo o apuntando para el lado
contrario al tuyo. Empujar el cable firmemente en la ficha. Mirando desde este
lado, o sea la parte de abajo de la ficha, el alambre de la izquierda debe ser
de fondo blanco. Los alambres deberian estar
alternados rayados y no rayados de izquierda a derecha. el
alambre de la derecha es marron siempre. Todos los
alambres deberian terminar parejos contra el borde de
la ficha. El borde de la funda del cable pelada deberia
ir justo donde se ve en el diagrama, justo en la linea.
Todo sobre Cerrar los cables.
7. Mantener el RJ-45 con el click hacia abajo
asegurando el cable para que no se salga meterlo firmemente en la crimpeadora. Manteniendo siempre el cable para que no se
salga de la ficha, apretar la crimpeadora bien fuerte
(sin exagerar).
La herramienta empuja dos partes claves de la ficha, una se encarga de mantener
el cable y la otra perfora los alambres individualmente para hacer contacto.
8. Testear si engancho... Si el cable esta bien
hecho, una persona normal no deberia poder sacar el
cable con la mano. Pero no no tiren demasiado. Puede
estirar el cable y cambiar sus características. mirar
la ficha y compararla con el diagrama y darle un tironcito para ver que no se
salga.
9. Repetir el proceso con el otro lado del cable, usar la norma contraria a la
que se eleigio para hacer un cable crossover o la misma para un Straig-Thru .
10. Si ambos lados del cable estan al alcance,
ponerlos juntos con los clips hacia abajo y mirar el fondo del conector para
comprobar que esten bien.
11. Testear el cable en un
red si es posible. Copiar archivos grandes.
12. Si no funciona el cable, inspeccionar las terminaciones otra vez. Probar
apagando (con el power switch
y no reseteando) las maquinas a ver si mejora.
13. Si hay varios cables straight-Thru
dando vueltas, y solo cable crossover, deberian considerar en etiquetarlo y usar diferentes
colores ya sea de capuchones o calbes para no mesclarlo. No es recomendable implementar un cable crossover (como se recomienda en algunos lados) con un
pequeño patch crossover y
un jack RJ-45 como extension.
este metodo no solo cuesta
mas caro sino que ademas introduce muchos componentes
que pueden fallar y conecciones, incrementa la
complejidad de ensamblaje, y decrese la fiabilidad de
los datos.
REGLAS BASICAS Y GENERALES!
1. Evitar pasar los cables paralelos a los cables de corriente (mucho menos en
el mismo caño).
2. No doblar los cables en un radio menor de menos de 4 veces su diametro.
3. Si se agrupan los cables con sujeta cables, no apretarlos demasiado. Se
pueden poner
firmemente pero si se aprietan mucho, se pueden deformar los cables.
4. Mantener los cables lejos de dispositivos o electrodomesticos
que puedan introducir "ruido"(ver teoría) en ellos.
Una pequeña lista de aparatos prohibidos: Fotocopiadoras, Calentadores electricos, parlantes, impresoras, televisiones, luces
fosforescentes, copiadoras, maquinas soldadoras, hornos microondas, telefonos, ventiladores, motores de elevadores, hornos electricos, secadores, lavadoras, y otros equipos
(especialmente si tienen motores).
5. Evitar estirar los cables (la fuerza maxima no
debe exceder las 25 lbs).
6. No pasar cables UTP por el exterior de las edificaciones. NUNCA, ya que al
estar conectados atraen por ejemplo los rayos. Ademas
Los cables que se usan para exteriores no son los mismos que los normales.
7. No usar clavos (grapas) para asegurar los cables a la pared. Usar ganchos
para cable de telefono o television
como los que usa la compañia de cable cuando instala
la antena.
Referencias:
David Hess and John Gold; A Practical Guide to Cable Selection, National
Semiconductor Application Note 916, 0ctober 1993
(http://www.national.com/an/AN/AN-916.pdf)
Keneth M. True; Data Transmission Lines and Their
Characteristics,, National Semiconductor Application Note 806, April 1992
(http://www.national.com/an/AN/AN-806.pdf)
Hubbell Premise Wiring
(http://www.hubbell-premise.com/)
ConnectWorld Cable FAQ
(http://www.connectworld.net/cables/cablefaq.html)
Charles Spurgeon's Ethernet Web Site
(http://wwwhost.ots.utexas.edu/ethernet/ethernet-home.html)
Robert Grover Brown, et al; Lines, Waves, and Antennas, The Transmission of
Electrical Energy, The Ronald Press Company, New York, 1973
Traducido, corregido y ampliado de:
Dux Computer Digest
http://duxcw.com/
HOW TO MAKE YOUR OWN CAT 5
TWISTED-PAIR NETWORK CABLES
http://www.duxcw.com/digest/Howto/network/cable/cableprint.htm
Saludos.
SCuM
(cualquier correción o agregado util
es bienvenido)
Revisión enero 2005, Luis M. Felipe.