Seguridad Wireless

Conectores y cables de antena utilizados en el universo wireless

Las antenas externas se conectan a los equipos wireless mediante un cable. Salvo que sea muy corto, lo normal es que el cable que une el dispositivo wireless con la antena sea un cable de tipo coaxial, similares a los de antena de televisión pero con una impedancia diferente. Hablamos de 50 ohmios en comparación a los 75 ohmios que suelen ser los típicos de televisión. Por lo tanto no valen los cables normales que se usan en los equipos para recepción de la televisión analógica terrestre o digital. Los cables coaxiales se caracterizan porque disponen de un conector central (normalmente denominado activo) rodeado de una malla metálica concéntrica que le protege de las interferencias que son muchas en el campo radioeléctrico en que operan habitualmente las tarjetas y los punto de acceso inalámbricos, El cable de televisión es un buen ejemplo de cable coaxial pero como ya hemos dicho no es valido para redes wireless.

 Para conectar el  cable a la antena y a los dispositivos inalámbricos , se utilizan los conectores. Tanto la antena como algunos equipos wirelessdisponen de un conector donde se deben enchufar sus correspondientes conectores de los extremos de cable. Para poder llevar a cabo esta operación, existen unos conectores conocidos como de tipo macho y otros como de tipo hembra. Es obvio que solo los conectores de distinto sexo pueden conectarse entre si. Por ejemplo, en la antena suele haber como ya hemos dicho anteriormente un conector de tipo hembra y en el cabe, uno de tipo macho. Esto permite conectar el cable a la antena.

 Tanto el cable, como cada conector, añaden perdidas a las señales de radio wireless. Para evitar estas perdidas, aparte de utilizar cables y conectores de calidad. hay que procurar utilizar un cable lo mas corto posible y el numero de conectores imprescindible. El numero de conectores dependerá de las tarjetas y antenas que dispongamos, la calidad dependerá de nuestro bolsillo y la longitud vendrá determinada por el tipo de cable que queramos usar, por lo caro que pueda valer, por la distancia a la antena, en definitiva por su perdida, imaginemos que tenemos una buen antena pero por estar demasiado lejos a la tarjeta wifi y debido a que nuestro presupuesto es limitado el tipo de cable es de los mas malos, posiblemente lleguemos a perder la ganancia obtenida en la antena. Por lo tanto valorar todos estos aspectos. Además intentar evitar en la medida que sea posible utilizar conectores para extender la longitud de cableo para adaptar diferentes tipos de cables o conectores. Reducirlo siempre a la máxima expresión y no hagáis nunca empalmes entre cables, si necesitamos uno mas largo, siempre es mejor adecuar la instalación con un cable nuevo aunque sea de menos perdida y por lo tanto de mayor calidad pero en contraposición mas caro.

Tipos de conectores.

 La utilización de los conectores parece muy sencilla, pero todo se complica por el hecho de que no existe una regulación que especifique como deben ser los conectores. Esto trae consigo que existan muchos modelos distintos de conectores. Algunos muy extendidos como los RP-SMA y otros específicos de un fabricante, los llamados conectores propietarios. Por ejemplo algunos usan conectores TNC, otros BNC, otros SMA y/o RP-SMA (SMA Reverse) y algunos conectores de diseño propio. El hecho se complica aun mas si tenemos en cuenta que el tipo de conector de la antena suele ser distinto del conector de la tarjetas inalámbricas. A partir de cierta potencia suelen ser del tipo N-Hembra.

 La mayoría de los equipos inalámbricos (adaptadores wireless y puntos de acceso, así como los routers inalámbricos, pero recordad que un router inalámbrico no es mas que un router normal al cual se le incorpora internamente un punto de acceso wireless) disponen de un conector para enchufar una antena externa. Los puntos de acceso mayormente viene ya con su propia antena integrada. Y respecto a las tarjetas; Las mas usuales con este tipo de conector son las que se ensamblas en un PC de sobremesa, o sea interfaz PCI. Lo normal seria que todos los equipos se comercializaran con un conector para poder conectarle una antena externa, pero como ya sabéis la mayoría de las tarjetas con interfaz USB y PCMCIA no cumplen con este requisito, y menos las tarjetas Mini-PCI que se incorporan en los portátiles. Y por consecuencia intentamos siempre manipular este tipo de equipos con el riesgo que ello conlleva.

 Los tipo de conectores mas comunes (aunque no todos validos para el mudo wireless) son lo siguientes:

 1.- N - Navy (marina)

 Es el conector mas habitual en las antenas de 2.4 GHz (recordad que esta frecuencia es la especifica para el estándar 802.11b/g, para el estándar 802.11a nos encontramos con la 5Ghz. Dicho estándar esta en desuso y en el mercado la mayoría de dispositivos se centran en el 802.11g. Trabaja bien con frecuencias de hasta 10GHz. Es un conector de tipo rosca. Estos conectores tiene un tamaño apreciable y, a veces se confunden con los conectores UHF. La gran diferencia es que estos últimos (los UHF) no son validos para frecuencia de 2.4GHz. Es muy raro y inusual encontrase tarjetas y punto de acceso con este tipo de conectores, al contrario que en las antenas. Es muy fácil de trabajar con el. Y muy útil para el montaje propio de antenas caseras, sobre todo el de tipo chasis para ensamblarlo en el cuerpo de la antena, y su alojamiento para soldar un trozo de cobre grueso que habitualmente se usa para montar la parte activa mas importante de la antena.

2.- BNC (Bayonet Navy Connector)

 Conector tipo bayoneta de la marina. Es un conector barato utilizado en las redes ethernet del tipo 10Base2. Es un tipo de conector muy común, pero poco apto para trabajar en la frecuencia de 2.4GHz.

3.- TNC (Threaded BNC)

 Conector BNC roscado. Es una versión roscada del conector BNC. Este tipo de conector es apto para frecuencias de hasta 12GHz.

4.- SMA (Sub-Miniature Connect)

 Conector subminiatura. Son unos conectores muy pequeños, van roscados y trabajan adecuadamente con frecuencias de hasta 18GHz. Dentro de este tipo, nos encontramos con una subclase que son los llamados reverse (RP-SMA), y estos últimos son las mas utilizados en la mayoría de las tarjetas inalámbricas con interfaz PCI.

5.- SMC

 Se trata de una versión todavía mas pequeña de los conectores SMA. Son aptos para frecuencias de hasta 10GHz. Su mayor inconveniente es que solo son utilizables con cables muy finos (con alta perdida). El conector SMB es una versión del SMC con la ventaja que se conecta y desconecta mas fácilmente.

6.- APC-7 (Amphenol Precision Connector)

 Conector Amphenol de precisión. Se trata de un conector con muy poca perdida, y muy caro, fabricado por la empresa que lleva su nombre (Amphenol). Tiene la particularidad de que no tiene sexo.

 El motivo fundamental y principal por lo que se utiliza una antena externa no es alejar la antena del equipo wireless, sino poder conseguir aumentar el alcance de este equipo. Esto quiere decir que, para instalar una antena externa, no se debe pensar en unir la antena con el equipo wifi con un largo cable, sino todo lo contrario. El cable introduce perdidas en la señal que van desde los 0.05 a 1dB por metro y a precios desde 1 a 50 euros por metro (dependiendo de la calidad del cable). POr lo tanto, a menor longitud del cable, menores perdidas. Hay instalaciones que idealmente esto no es así, es decir necesitamos mas longitud de cable para poder salvar un obstáculo muy grueso , por ejemplo una pared de hormigón armado de grueso considerable. Pero evitarlo en la medida que se posible, y determinar el tipo de cable mas adecuado para vuestra instalación y por supuesto apropiado para vuestra economía.

 Por otro lado, el cable tiene soldado o crimpado un conector en cada extremo. Como los conectores pueden encontrase en cualquier tienda especializada, cualquiera puede fabricarse un cable con sus respectivos conectores, lo que habitualmente llamamos pigtail. Sin embargo es recomendable comprar el cable completo por sus conectores ya puestos. La razón viene dada por el siguiente motivo, soldar o crimpar conectores y/o cables es un arte y una ciencia que requiere contar con experiencias para obtener resultados óptimos.

 Para comprar el cable, hay que asegurarse que sea optimo para la frecuencia de 2.4GHz. Un cable puede ser muy apropiado para se utilizado en aplicaciones de televisión y video y no ser adecuado para el mundo wireless. Elegir el cable adecuado es casi tan importante como elegir la antena adecuada. Todos los cables introducen perdidas, pero unos introducen mas perdidas que otros.

 Quizás, los cables mas usados en la frecuencia de wireless (wifi) sean los de tipo de LMR. Estos son unos cables fabricados por Times Microwave Systems (www.timesmicrowave.com). Una alternativa son los cables Heliax fabricados por Andrew Corporation (www.andrew.com). Estos son unos cables que introducen muy poca perdida a la señal pero a cambio de un alto coste. También podemos interesarnos por los cables fabricados por Belden (www.belden.com)

 Nota recordatoria: Los LMR-400 tienen un diámetro de aproximadamente 12mm y los LMR-200 un diámetro de 6mm. Los conectores para los cables del tipo RG58 suelen ser los mismos que para los cables del tipo LMR-200 debido a que presentan diámetros de cable para crimpado muy parecidos.

 Sin embargo para instalaciones caseras el que mas usado es el RG58, ya que es muy barato y fácil de encontrar, pero es el que mayor perdida tienes, mas de 1dB por metro, por lo tanto debemos reducir la longitud a lo máximo posible, si estamos usando cables de este tipo. Yo personalmente uso tipo de este cable para una antena de 12dB, y entre conectores y cable quizás pierda mas de 3dB en la instalación. O sea como si tuviera solo una antena de 9dB siendo muy generoso con los cálculos.

Os adjunto una tabla con tipos de cables y sus perdidas en función de la longitud de cable, siempre para el estándar 802.11b/g donde la frecuencia de trabajo es de 2.4GHz. Existe otro estándar para equipos wireless, el 802.11a que trabaja con frecuencias de 5GHz pero su futuro es incierto y la mayoría de redes locales en el ámbito inalámbrico y también en el ámbito corporativo trabaja a frecuencias del estándar 802.111g. Las pérdidas son en relaciona un metro, si vuestra longitud es diferente solo tenéis que multiplicar por ese valor. En el caso de medio metro seria multiplicar por 0.5 y en el caso de un metro y medio seria multiplicar por 1.5.

Tabla de perdidas

Tipo de cable

Perdida 802.11b/g (2.4GHz)  dB/1m

LMR-100 1.3 dB por metro
LMR-195 0.62 dB por metro
LMR-200 0.542 dB por metro
LMR-240 0.415 dB por metro
LMR-300 0.34 dB por metro
LMR-400 0.217 dB por metro
LMR-500 0.18 dB por metro
LMR-600 0.142 dB por metro
LMR-900 0.096 dB por metro
LMR-1200 0.073 dB por metro
LMR-1700 0.055 dB por metro
RG-58 1.056 dB por metro
RG-8X 0.758 dB por metro
RG-213/214 0.499dB por metro
9913 0.253 dB por metro
3/8" LDF 0.194 dB por metro
1/2" LDF 0.128 dB por metro
7/8" LDF 0.075 dB por metro
1 1/4" LDF 0.056 dB por metro
1 5/" LDF 0.046 dB por metro

El adaptador o pigtail.

 A diferencia de las antenas, los adaptadores de red wireless no suelen disponer de un conector tipo N, sino mas bien RP-SMA o ninguno. Esto no quiere decir que no se puede conectar directamente el cable de la antena (con conector N) a equipo wireless (con conector distinto, posiblemente propietario o ninguno). Por lo tanto, para permitir la conexión, es imprescindible conseguir un adaptador del conector tipo N al del tipo de equipo wireless (tarjeta inalámbrica). A estos adaptadores se les conoce mejor por su termino en ingles: pigtail (literalmente, trenza).

 En el mercado se pueden encontrar adaptadores de conectores para distintos modelos de equipo wireless. De hecho, existen fabricantes de equipos inalámbricos que también fabrican antenas externas. En estos casos, el propio fabricante, lógicamente tiene resuelta la conexión. También existen conectores adaptadores de conector N a otro tipo de conector. Si se tiene suerte, es posible que se encuentre el adaptador (pigtail) adecuado para la tarjeta de que se dispone.

 Si no se encuentra en el mercado el adaptador adecuado, la única solución que queda es fabricarse el adaptador. Normalmente, la fabricación de un adaptador (pigtail) consiste en utilizar un cable con conector N en un extremo y conectarlo al equipo wireless por el otro extremo soldándolo directamente en su contacto correspondiente. Para ello, es necesario abrir la tarjeta wireless, identificar las conexiones de la antena externa y realizar la soldadura sacando el cable por el sitio que se vea mas adecuado.

 Pero antes de lanzarse a fabricar un adaptador (pigtail), conviene saber que realizar esta operación no solo deja a la tarjeta wireless sin garantía, sino que se tiene el riesgo de producirle daños irreparables al equipo, en principio  esta operación solo debe ser realizada por personal especializado o con mucho arte para esto. Aunque esta claro que solo hay una manera de aprender, y solo es intentándolo.