Introducción
La siguiente presentación no trata de dar una lección
magistral sobre el Sistema de Cableado Estructurado, ni pretende hacer ninguna
venta de un producto de mercado. Está pensada para dar simplemente una
orientación del cómo, el cuándo y por qué se usa este sistema, a profesionales
del sector que por regla general no intervienen o lo hacen muy de soslayo en el
nivel 1 o nivel físico, al dejar en manos de los profesionales de las
infraestructuras estos trabajos, y al sector de venta de hardware y networking;
por lo tanto, al usar y conocer una metodología de uso de la topología
específica que finalmente ha quedado impuesta y aceptada en dicho campo, se le
da más autonomía y capacidad de decisión al resto de actores implicados que
comparten y desarrollan el Sistema de Cableado Estructurado.
Definición
El Sistema de Cableado Estructurado, es un conjunto de
productos formado por cable, conectores, y equipos de comunicación, que
integran los servicios de voz, datos y video con el sistema de administración
dentro de una edificación o estructura que lo requiera, tales como los sistemas de alarmas, seguridad de
acceso, sistemas de energía, etc. En resumen, es un cableado para todos los
servicios que implican información y control en cualquier tipo de estructura que requiera su servicio.
Puede decirse que es una metodología basada en
estándares, del diseño e instalación de cableados que se integran para la
transmisión de voz, datos y vídeo.
Por lo tanto, este Sistema propiamente diseñado e
instalado siguiendo sus normas y especificaciones, proporciona una
infraestructura de cableado que suministra un desempeño predefinido, y la
flexibilidad de acomodar futuros crecimientos por un período extendido de
tiempo.
Objetivos de un
cableado estructurado
El objetivo de un Sistema de Cableado
Estructurado, es establecer y seguir normas y estándares que faciliten la
administración, detección y resolución de problemas de comunicaciones.
Contar con una infraestructura uniforme de
cableado, para reducir gastos de instalación y mantenimiento.
Planificar la demanda actual y futura, para
reducir los cambios en infraestructura de redes; una adecuada planificación,
optimizando el proceso de construcción, puede reducir los costes de operación y
minimizar posibles futuras alteraciones.
Características de un Sistema de Cableado
Estructurado
Entre las características generales de un sistema de
cableado estructurado destacan las siguientes:
- La configuración de nuevos puestos, estos se
realizan hacia el exterior desde un nodo central, sin necesidad de variar el
resto de los puestos. Solo se configuran las conexiones del enlace en
particular. Con una plataforma de cableado estructurado, los ciclos de vida de
los elementos que componen una oficina corporativa dejan de ser tan
importantes, por la confluencia del tipo de conexión en un único elemento de
inserción y por ende el final del uso del cableado propietario. Las
innovaciones de equipos siempre encontrarán una estructura de cableado que -sin
grandes problemas- podrá recibirlos.
- La localización y corrección de averías, estas se
simplifican ya que los problemas se pueden detectar en el ámbito centralizado.
Mediante una topología física en estrella, se hace posible configurar distintas
topologías lógicas, tanto en bus como en anillo, simplemente reconfigurando y
centralizando las conexiones.
Aspectos Organizativos y Administrativo
para el establecimiento de una Red
Para la correcta instalación y administración de una
red es necesario realizar las siguientes tareas o actividades:
1 - Levantamiento de Información.
2 - Planificación.
3 - Negociación.
4 - Instalación.
5 - Verificación de funcionalidad y
Certificación.
6 - Documentación de la red.
1 - Levantamiento de Información
El trabajo a generar en estas tareas es un documento
con un plano de la edificación donde se va a realizar la instalación del
cableado y un informe de las expectativas que se tiene del cableado a instalar,
así como de las limitaciones físicas, estructurales, organizativas,
presupuestarias y lógicas con las que se cuenta.
Medición de las áreas a trabajar identificando los
siguientes aspectos:
Características estructurales de la misma:
Paredes reales (ladrillo), paredes prefabricadas
(Pladur), paredes de cristal, columnas, puertas, ventanas, conductos, techos,
etc.
Uso de los espacios:
Consiste en ver la utilización que se le dará a cada
espacio u oficina en el plano.
Sistemas de los cableados implicados y canalizaciones
existentes: Identificación de los sistemas de potencia (corriente eléctrica),
telefonía y de existir un cableado de datos, se debe identificar cuál es su
ubicación, que sistema de canalización emplea y las características del medio
de comunicación, (tipo de cable de cobre o cable de fibra óptica, nivel de
certificación, nivel de operatividad)
Mobiliario:
Se debe identificar el mobiliario a emplear y su
ubicación en el espacio a trabajar.
Equipos de ordenadores existentes:
Estimación de las cargas de trabajo en red a
soportar en el momento y en los próximos años, con el fin de poder hacer un
ejercicio de planificación de la capacidad, y con el fin de verificar si las
soluciones a diseñar podrán cumplir con las expectativas y estándares previstos
hoy y en el futuro cercano.
Observación de la reglamentación vigente en cada lugar de las normativas de Baja Tensión y de Telecomunicaciones.
2 - Planificación
El trabajo a generar en esta tarea, es un informe que
indique en detalle los cambios estructurales a realizar así como una propuesta
del cronograma de instalación del cableado y los elementos de comunicación y
control, dicho informe debe contener un plano de la edificación donde se va a
realizar la instalación del cableado en el cual se indiquen las canalizaciones,
el cableado y los equipos de comunicación, control y administración necesarios
para implantar la red de transmisión de datos.
En función de la información recabada en el 1º
apartado, se realizará un diseño de la red a instalar tomando en cuenta los siguientes
aspectos:
- Costes de instalación.
- Satisfacción de las necesidades de comunicación
establecidas previamente. No se debe entorpecer la circulación de personas en
los lugares a intervenir, sean oficinas u otros lugares, ajustándose de
cualquier forma a las reglamentaciones de riesgos laborales de cada lugar.
-La instalación del cableado debe tratar de mantener,
dentro de lo posible, la estética de las oficinas y los espacios afectados.
-La instalación debe realizarse de forma tal que se faciliten en gran medida la localización y corrección de fallos, identificándose en ambos extremos, tanto en los subsistemas de red horizontal como en los subsistemas de red vertical los puntos, con dígitos claros, así como permitir futuras extensiones a los sistemas de comunicación a bajo coste.
3 - Negociación
El plan de instalación generado en el apartado 2º debe
ser negociado con los usuarios, arquitectos, gerentes o cualquier otro personal
encargado de la instalación y los espacios. Para verificar la viabilidad
técnica, financiera y organizativa de los cambios propuestos en el diseño
elaborado en dicho apartado.
El trabajo a generar en esta tarea es un informe que
plasme las alteraciones que deban realizarse al documento generado para la
planificación en función de las negociaciones realizadas con los responsables
del proyecto o instalación.
4 – Instalación
En esta tarea se procede
a la instalación física del cableado y los componentes de comunicación y red
interna para los que han sido diseñados.
5 - Verificación de funcionalidad y
certificación
Luego de tener el cableado y sus componentes instalados, se procede a verificar la operatividad de los mismos. El proceso de verificación implica la prueba de que los componentes funcionan y pueden operar, la verificación normalmente ocurre en paralelo al proceso de instalación.
El proceso de verificación implica probar que el nivel
de operación bajo diferentes condiciones de los equipos que operan entre sí, se
ciñe a los estándares prefijados durante la fase de diseño.
El trabajo a generar en esta tarea es un informe que plasme los niveles de operatividad que cumplan en cada uno de los enlaces físicos de la red.
6 - Documentación de
la red
En esta tarea se debe elaborar un documento en función de los documentos generados en cada una de las tareas anteriores. Este documento pasa a formar lo que se llama el Libro de Vida de la Red que es un documento que plasma el estado actual de la red y cada uno de sus componentes.
Aspectos técnicos del
diseño del cableado estructurado
Nociones de Redes necesarias para comprender los aspectos técnicos del cableado estructurado.
Histórico
Una
LAN de Red de Área Local, puede ser tan simple como conectar dos ordenadores,
cada uno de los cuales tenga una tarjeta NIC (Network Information Card) o
tarjeta de red, conectadas entre ellos por un cable cruzado (crossover cable).
El primer paso dado para la creación de una red consistió en conectar tres o más ordenadores. Una opción para hacer esto fue conectarlos a un Hub, antecesor del Switch o concentrador por un cable directo (punto a punto o no cruzado).
El
sistema de cableado estructurado utiliza una topología física en estrella, con
el fin de que todos los puntos de red se concentren en un mismo lugar. Esta
topología introduce bastantes ventajas, entre las más importantes la
administración y el mantenimiento. Especialmente en el cableado horizontal,
donde el daño de un cable puede afectar únicamente a una estación de trabajo.
La topología de estrella también permite multiplexar o concentrar en un canal
el tráfico de una serie de estaciones de trabajo.
Aunque
la topología física sea estrella, la topología lógica sigue siendo la que
indique el protocolo de nivel de enlace, o sea el bus para Ethernet y anillo
para Token ring (Esta ya prácticamente en desuso por la menor versatilidad y
velocidad ante el protocolo utilizado por Ethernet). La electrónica de red se
encarga de definir la topología, hub o switch para Ethernet, mao o cau, para la Token ring.
Cableado
UTP Unshielded Twisted Pair “Par trenzado no blindado”
Este
tipo de cableado es uno de los más usados para las transmisiones Ethernet por
lo que sin despreciar otros tipos parecidos y que en algunos ambientes
especiales pudieran ser de mejor utilidad, le prestaremos una atención más pormenorizada al cable UTP.
Aspectos
que afectan la transmisión de información en cables UTP como ya se indica en el
enunciado del capítulo, “cable estructurado de 4 pares trenzados sin
apantallamiento”.
Atenuación:
Son perdidas de señal que se presentan por efectos de la resistividad del cable
y que es mayor a altas frecuencias.
Diafonía:
En las transmisiones telefónicas se presentan muy a menudo interferencias
indeseables de otros pares telefónicos y dentro del mismo par, a este fenómeno
se le ha llamado Diafonía, que se resume en un efecto capacitivo e inductivo
indeseable entre los hilos de un par trenzado y entre este y otros pares
adyacentes. La diafonía
es
mucho más perjudicial a las altas velocidades en las que operan las
transmisiones de datos dentro de un cableado estructurado. Las perdidas por
este factor son las causas comunes de mal funcionamiento de una red de datos y
por ello las normas son más estrictas en el cumplimiento de indicaciones para
una correcta instalación de un cableado.
En
un sistema de cableado estructurado, a la diafonía se la ha denominado NEXT que
son las iníciales en ingles de Near End Cross Talk. “Diafonía de extremo cercano”
La principal forma de corregir este factor, es mediante el trenzado de los
cables. El trenzado se debe conservar desde la fabricación hasta la instalación
final, no estirando el cable más de lo que recomienda el fabricante, ni
realizando curvaturas inadecuadas, o destrenzando el cable más de lo
recomendado en el momento de la conectorización, así como evitar quitar la
funda del cable más allá de lo indicado por la norma.
Aspectos
que afectan a la transmisión de la información en cables UTP
SRL:
Son las perdidas por reflexión estructural que se presenta en toda línea de
transmisión, debido a cambios en la impedancia en todo el trayecto del cable,
con lo cual una parte de la potencia se refleja y se traduce en pérdidas de
señal hacia la carga. Los errores en la conectorización y en la calidad de los elementos de un
cableado afectan en grado sumo a este parámetro.
La
inducción de señales externas de alguna fuente de RFI o EMI, igualmente
degradan la calidad de la comunicación.
Los malos contactos, humedad, etc., atentan contra una buena relación y calidad, señal / ruido.
Categorías del cable UTP
A
continuación se describen las 3 principales asociaciones que homologan las
normas que definen el concepto de las categorías de un cableado UTP:
- EIA (Electronics Industry Association).
Alianza de Industrias Electrónicas: Es una organización comercial compuesta
como una alianza de asociaciones de comercio para los fabricantes de
electrónica en el de los Estados Unidos.
-
TIA (Telecommunications Industry Association). Asociación de la Industria
de Telecomunicaciones. Es la principal asociación comercial que representa al
mundo de la información y la comunicación (TIC) a través de la elaboración de
normas, y en todo el mundo hace valer el cumplimiento de la normativa
ambiental.
Estas
normas se refieren a una clasificación de los cables según sus componentes y
calidad que permite manejar a diferentes velocidades que puede soportar el
cableado estructurado en toda su extensión, es decir, cables y accesorios de
conexión.
Las categorías y sus velocidades son las siguientes:
CATEGORÍA
VELOCIDAD
3 16 MHz
4 20 MHz
5 100
MHz
5e 100
MHz
6 400 MHz
6a 600 MHz
Decir
que un cableado es de una determinada categoría equivale a decir que soporta
una velocidad de “n”MHz para la que fue concebido como se indica en la tabla
expuesta en la anterior presentación, o sea que posee cables y accesorios que
soportan el límite de MHz de cada Categoría y que cumple las especificaciones
de instalación y recomendaciones para que se desempeñe óptimamente a dichas
velocidades, el buen cumplimiento de las características eléctricas ya
anotadas, NEXT, ACR, SRL , POWER SUM, DELAY SKEW, FEXT, ELFEXT, entre otras,
aseguran que esta alta velocidad y por ende las especificaciones de la
categoría se efectúen.
El montaje de un cableado estructurado no implica solo la instalación de cada uno de los componentes, sino también una prueba exhaustiva de trabajo a la velocidad especifica por la categoría.
En
el siguiente cuadro, se reflejan las normativas y sus relaciones entre regiones
y sus aplicaciones.
Decir que un cableado es de una determinada categoría equivale a decir que soporta una velocidad de “n”MHz para la que fue concebido como se indica en la tabla expuesta en la anterior presentación, o sea que posee cables y accesorios que soportan el límite de MHz de cada Categoría y que cumple las especificaciones de instalación y recomendaciones para que se desempeñe óptimamente a dichas velocidades, el buen cumplimiento de las características eléctricas ya anotadas, NEXT, ACR, SRL , POWER SUM, DELAY SKEW, FEXT, ELFEXT, entre otras, aseguran que esta alta velocidad y por ende las especificaciones de la categoría se efectúen.
El montaje de un cableado estructurado no implica solo la instalación de cada uno de los componentes, sino también una prueba exhaustiva de trabajo a la velocidad especifica por la categoría.
Un
cable típico UTP tiene cuatro pares de cables, aunque no siempre todos los
pares son empleados en todas las aplicaciones. En algunas LANs solo dos pares
son empleados, uno en cada dirección para permitir conexiones full duplex.
Debido a las limitaciones de ancho de banda (BW) y la emisión de radiaciones
que pueden potencialmente afectar a otros dispositivos electrónicos, las redes
de alta velocidad están migrando hacia el uso de todos los pares HALL DUPLEX .
La calidad de los sistemas de cableado para poder soportar señales de alta frecuencia se expresan según el siguiente orden:
Categoría
1 (Prácticamente en desuso): Sistema de cableado que cumple con los requisitos
mínimos para voz analógica o viejos servicios planos telefónicos Plain Old
Telephone Service (POTS).
Categoría
2(Prácticamente en desuso): Este es un sistema de cableado de 100 ohm UTP capaz
de operar a 1 Mbps en antiguas redes Token Ring y similares. También es
conocido como sistema de cableado tipo3 IBM
Categoría
3: Sistema de cableado soporta transmisiones a 16 MHz y aplicaciones hasta 10
Mbps. Ha sido empleado para aplicaciones de voz y 10BASE-T. Es un cableado con
baja tasa de desempeño que está siendo dejado de usar.
Actualmente
se emplea como requerimiento mínimo en sistemas de voz en telefonía. También es
conocido como ISO/IEC 11801 Clase C. Fue el estándar de cableado UTP hasta
1988.
Categoría
4: Sistema de cableado soporta transmisiones a 20 MHz y aplicaciones hasta 16
Mbps. Ha sido empleado para aplicaciones de voz y datos 10BASE-T y 16 Mbps en
Token Ring. Este cableado no es usado en nuestros días.
Categoría
5: Sistema de cableado que quedó su estándar superado en el año 2000.
Permite
transmisiones a una frecuencia de 100 MHz. Trabaja en aplicaciones que van
desde voz hasta100BASE-T Ethernet y 155Mbps ATM. Este sistema es también
conocido como ISO/IEC 11801 Clase D. Hoy en día esta categoría está en un uso
residual.
Categoría
5e ó 5 Mejorada (Enhanced): Este estándar fue ratificado en el año 1999 y
permite transmisiones a 100 MHz. La Categoría 5E ha sido hasta 2011
aproximadamente el estándar mínimo para las instalaciones de cableado por la
TIA/EIA, IEEE, ISO.
Categoría
6: Clasificación desarrollada por, ISO/IEC y CENELEC. Permite transmisiones a
frecuencias de hasta 200-250 MHz La Categoría 6 fue ratificada por la TIA/EIA
en junio de 2002 y representó la alternativa con mejor desempeño posible con
las configuraciones de cableado T568A and T568B con conectores modulares RJ45
de 8 posiciones y 8 conductores. En Europa esta Categoría es conocida como
ISO/IEC 11801 Cableado Clase E.
Categoría
6A o clase Ea: Los requisitos del cableado de Categoría 6A/Clase EA están
cercanos a su finalización. Se desarrollaron inicialmente para encarar el mayor
margen de maniobra de ancho de banda y de diafonía exógena necesarios para el
soporte de la aplicación 10GBASE-T con un cableado de 100 metros que contenga
hasta cuatro conectores. El cableado de Categoría 6A/Clase EA produce un
margen positivo de relación señal-diafonía exógena de hasta 500 MHz, y se lo
recomienda como el grado mínimo de cableado capaz de soportar los rigores del
entorno de cableado y a la vez servir de soporte a la aplicación 10GBASE-T
cuando se le deba actualizar. También se especifican por primera vez los
requisitos de simetría para canales y enlaces permanentes, asegurando así un
mejor desempeño de compatibilidad electromagnética (EMC) que cualquier
generación previa de cableado.
El
margen de desempeño se ha incorporado a todos los parámetros de transmisión,
incluida la diafonía exógena de suma de potencias, y se especifican tanto los
métodos de calificación de laboratorio como de pruebas en campo para el
cableado de Categoría 6A/Clase EA. El comité IEEE especifica el uso de la
diafonía exógena de suma de potencias promedio a través de los cuatro pares en
el modelado de capacidad de canales. Es importante remarcar que el término
"pérdida de tele diafonía de igual nivel" (o pérdida ELFEXT), usado
previamente en las especificaciones de TIA, ha sido reemplazado por
"relación atenuación-tele diafonía" (o ACRF). El propósito de este
cambio es que las normas TIA concuerden con la terminología de las normas ISO,
y que describan de manera más precisa la configuración real de las mediciones
de prueba.
El cableado de Categoría 6A/Clase EA proporciona una rentabilidad de la inversión máxima si se calcula una vida útil de 10 años.
Para terminar esta parte descriptiva de como está formado un Sistema de Cableado Estructurado falta por mencionar aunque solo sea de pasada en este capítulo, una parte muy importante y es el Subsistema Troncal del Edificio y el Subsistema Troncal del Campus:
El Subsistema Troncal de Edificio se extiende desde el Repartidor del Edificio a los Repartidores de Planta.
El Subsistema Troncal de Campus queda delimitado por el Repartidor de Campus y cada
uno de los Repartidores de los Edificios.
Estas Troncales (Backboone) por regla general, debido sobre todo a que las distancia de los mismos suelen superar los 90 mt., limite para el uso del cableado de cobre, se tiende a instalar con cableado de Fibra Óptica, el cual merece un capítulo aparte, que se podrá ver yendo al siguiente enlace:
https://prosayrima.blogspot.com/2018/12/renacer.html
