Instituto Politcnico Nacional

Escuela Superior De Ingeniera Mecnica Y Elctrica

Unidad Zacatenco

Ondas electromagneticas guiadas

Cableado estructurado

Profesor: Maria Jose Salmeron Rodriguez

Integrantes del equipo

Jose Alberto Ricao Rivera

Luis Antonio Pastor Blas

Ivn Mendoza Bernal

Grupo: 4CV9

Mxico, Distrito Federal, a 1 de Septiembre de 2014

Introduccion

Hasta 1985 no existan estndares para realizar cableados para los sistemas de telecomunicaciones corporativos. Cada sistema tena sus propios requerimientos acerca de las caractersticas del cableado que necesitaban. Los sistemas telefnicos requeran tpicamente cables multipares, con requerimientos elctricos y mecnicos acordes a las seales telefnicas. Los equipos informticos requeran cableados con caractersticas especiales, dependientes de la marca de los equipos que usaban.

Generalmente los propios fabricantes de computadoras las cuales eran gigantes, provean tambin el cableado necesario para su conexin a los terminales. En esa poca no era extrao encontrar en una misma instalacin par trenzado para el servicio telefnico, multipar trenzado blindado para las terminales del mini-computador, coaxial para la naciente red de PCs, twin-axial para las terminales de la computadora central, coaxial para el circuito cerrado de vigilancia por TV, etc.

A medida que las tecnologas de los sistemas de informacin comenzaron a madurar, ms y ms organizaciones y empresas comenzaron a requerir de estos sistemas, cada uno de los que requera de su tipo de cable, conectores, y prcticas de instalacin. Con cada cambio tecnolgico en los sistemas de informacin tambin era necesario cambiar el cableado.

Antes de que surgiera el cableado estructurado exista el propietario, pero provoc muchos problemas de desarrollo tecnolgico ya que las empresas dejaron de invertir en tecnologa al ver que cuando queran hacer cambios en su sistema tenan que cambiar el cableado.

Para solucionar este problema, dos asociaciones en Estados Unidos - la TIA (Telecommunications Industry Association; Asociacin de Industrias de Telecomunicaciones) y la EIA (Electronic Industries Association; Asociacin de IndustriasElectrnicas) - se pusieron de acuerdo para poder generar un cableado genrico al cual denominaron cableado estructurado. Con el cableado estructurado estos organismos sentaban las bases para que cualquier aplicacin o sistema se pudiera correr sin importar que fuera de voz o de video. A medida que las redes de cmputo cobran importancia y a raz de que IBM lanz la redToken Ring, las empresas comienzan a despertar un poco el inters hacia este tipo de tecnologa y su funcionamiento, con la finalidad de saber cul les conviene. De esta forma el cableado estructurado vino a establecer una estandarizacin de medios de distribucin con interfaces de conexin que cumplen con las normas internacionales.

Definicion del cableado estructurado

Un sistema de Cableado estructurado o Structured Cabling System (SCS) es un conjunto de productos de cableado, conectores, y equipos de comunicacin que integran los servicios de voz, data y video en conjunto con sistema de administracin dentro de una edificacin tales como los sistemas de alarmas, seguridad de acceso y sistemas de energa, etc). En resumen es un cableado para todos los servicios que implican informacin y control en una edificacin. SCS es una metodologa, basada en estndares, de disear e instalar un sistema de cableado que integra la transmisin de voz, datos y vdeo. Un SCS propiamente diseando e instalado proporciona una infraestructura de cableado que suministra un desempeo predefinido y la flexibilidad de acomodar futuros crecimientos por un perodo extendido de tiempo.

Objetivos de un cableado estructurado

Establecer, seguir normas y estndares que faciliten la administracin, deteccin y resolucin de problemas de comunicaciones. Contar con una infraestructura uniforme de cableado para reducir costos de instalacin y mantenimiento. Planificar la demanda actual y futura para reducir los cambios en infraestructura de Redes. A continuacin se muestran los costos tpicos de operacin y alteracin en la operacin de una edificacin en un ciclo de vida de 40 aos.

Construccin 11 % Financiamiento 14 % Operacin 50 % Alteraciones 25 %

Una adecuada planificacin optimizando el proceso de construccin puede reducir los costos de operacin y alteraciones.

Caracteristicas de un sistema de cableado estructurado

Entre las caractersticas generales de un sistema de cableado estructurado destacan las siguientes: La configuracin de nuevos puestos se realiza hacia el exterior desde un nodo central, sin necesidad de variar el resto de los puestos. Slo se configuran las conexiones del enlace particular. Con una plataforma de cableado, los ciclos de vida de los elementos que componen una oficina corporativa dejan de ser tan importantes. Las innovaciones de equipo siempre encontrarn una estructura de cableado que -sin grandes problemas- podr recibirlos. Los ciclos de vida de un edificio corporativo se dividen as:

Estructura del edificio: 40 aos Automatizacin de oficina: 1-2-3 aos Telecomunicaciones: 3-5 aos Administracin de edificio: 5-7 aos

La localizacin y correccin de averas se simplifica ya que los problemas se pueden detectar en el mbito centralizado. Mediante una topologa fsica en estrella se hace posible configurar distintas topologas lgicas tanto en bus como en anillo, simplemente reconfigurando centralizadamente las conexiones.

Aspectos Gerenciales y Organizacionales del establecimiento de una Red.

Levantamiento de informacion

El Tangible a generar en esta tarea es un Documento con un plano de la edificacin donde se va a realizar la instalacin del cableado y un informe de las expectativas que se tiene del cableado a instalar as como de las limitaciones fsicas, estructurales, organizaciones y presupuestarias con las que se cuenta. Medicin de las reas a trabajar identificando los siguientes aspectos: Caractersticas estructurales de la misma (paredes reales, paredes de dry wall, columnas, puertas, ventanas, ductos, techos, etc). Uso de los espacios: cual ser la utilizacin que se le dar a cada espacio u oficina en el plano. Sistemas de cableado y canalizaciones existentes: Identificacin de los sistemas de poder

(corriente elctrica), telefona, de existir un cableado de datos se debe identificar cual es su ubicacin que sistema de canalizacin emplea y las caractersticas del medio de comunicacin (tipo de cable o fibra, Nivel de certificacin, nivel de operatividad) Mobiliario: se debe identificar el mobiliario a emplear y su ubicacin en el espacio a trabajar.Equipos de computacin y comunicacin existentes. Aplicaciones a emplear hoy en da y en los prximos aos. Estimado de las cargas de trabajo en red a soportar hoy en da y en los prximos aos, con el fin de poder hacer un ejercicio de Planificacin de la Capacidad Capacity Planning con el fin de verificar si las soluciones a disear podrn cumplir con las expectativas previstas hoy y en el futuro cercano.

Planificacin

El Tangible a generar en esta tarea es un informe que indique en detalle los cambios estructurales a realizar as como una propuesta del cronograma de instalacin del cableado y los elementos de comunicacin y control, dicho informe debe contener un plano de la edificacin donde se va a realizar la instalacin del cableado en el cual se indiquen las canalizaciones, el cableado y los equipos de comunicacin, control y administracin necesarios para implantar la red de transmisin de datos. En funcin de la informacin recabada en T1 se realizar un diseo de la red a instalar tomando en cuenta los siguientes aspectos: Costos de instalacin. Satisfaccin de las necesidades de comunicacin establecidas previamente. No se debe entorpecer la circulacin de personas en las oficinas, ni hacer que este trfico pueda ocasionar daos a corto o mediano plazo a la instalacin del cableado. La instalacin del cableado debe tratar de mantener, dentro de lo posible, la esttica de las oficinas y los espacios afectados. La instalacin debe realizarse de forma tal que se faciliten en gran medida la localizacin y correccin de fallas as como permitir futuras extensiones a los sistemas de comunicacin a bajo costo.

Negociacin

El plan de instalacin generado en T2 debe ser negociado con los usuarios, arquitectos, gerentes o cualquier otro personal encargado de la instalacin y los espacios. Para verificar la factibilidad tcnica, financiera y organizacional de los cambios propuestos en el diseo elaborado en T2. El Tangible a generar en esta tarea es un informe que plasme las alteraciones que deban realizarse al documento generado en T2 en funcin de la negociaciones realizadas con los responsables del proyecto o instalacin.

Instalacin

En esta tarea se procede a la instalacin fsica del cableado y los componentes de comunicacin y computo que han sido diseados. El Tangible a generar en esta tarea es un informe que plasme las alteraciones que deban realizarse al documento generado en T3 en funcin de los detalles tcnicos y logsticos ocurridos durante la instalacin de los componentes de la red. La instalacin tambin debe reflejar los procedimientos que deben emplearse para realizar cualquier posible modificacin al sistema ya sea a nivel de enlaces de comunicacin, equipos de computo (tanto clientes como servidores), programas de administracin, colaboracin y programas de productividad.

Verificacin de funcionalidad y CertificacinLuego de tener el cableado y sus componentes instalados se procede a verificar la operatividad de los mismos. El proceso de verificacin implica la prueba de que los componentes funcionan y pueden operar, la verificacin normalmente ocurre en paralelo al proceso de instalacin. El proceso de verificacin implica probar que el nivel de operacin bajo diferentes condiciones de los equipos que

operan entre si, se cie a los estndares prefijados durante la fase de diseo. El Tangible a generar en esta tarea es un informe que plasme los niveles de operatividad que cumplen en cada uno de los enlaces fsicos de la red.

Documentacin de la redEn esta tarea se debe elaborar un documento en funcin de los tangibles (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 Tcnicos del Diseo de Cableado Estructurado

Nociones de Redes Necesarias para Comprender los aspectos tcnicos del Cableado Estructurado

Una LAN Red de Area Local puede ser tan simple como conectar dos computadores, cada uno de los cuales tenga una NIC (Network Information Card) o tarjeta de red, canectadas entre si por un cable cruzado (crossover cable).

El prximo paso de una red consiste en conectar tres o ms computadores. Una opcion para hacer esto es conectarlos a un Hub o concentrador por un cable directo (derecho o no cruzado straight-thru cable) la funcion de cruce es realizada en el Hub.

Topologias de red

Los SCS utilizan topologa fsica estrella con el fin de que todos los puntos de red se concentren en un mismo lugar. Esta topologa introduce bastantes ventajas entre las ms importantes la administracin y el mantenimiento. Especialmente en el cableado horizontal donde el dao de un cable puede afectar nicamente a una estacin de trabajo. La topologa de estrella tambin permite multiplexar o concentrar en un canal el trfico de una serie de estaciones de trabajo. Aunque la topologa fsica sea estrella, la topologa lgica sigue siendo la que indique el protocolo de nivel de enlace, o sea bus para Ethernet y anillo para Token ring. El hub se encarga de definir la topologa.

Aspectos que afectan la transmisin de informacin en cables UTP

Atenuacin: Son perdidas de seal que se presentan por efectos resistivos del cable y que es mayor a altas frecuencias.

Diafona: En las transmisiones telefnicas se presentan muy a menudo interferencias indeseables de otros pares telefnicos y dentro del mismo par, a este fenmeno se la ha llamado Diafona, que se resume en un efecto capacitivo e inductivo indeseable entre los hilos de un par telefnico y entre este y otros pares adyacentes. La diafona es mucho mas 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 cusas comunes de mal funcionamiento de una red de datos y por eso es que las normas son mas estrictas en el cumplimiento de indicaciones para una correcta instalacin de un cableado. En un sistema de cableado estructurado, a la diafona se la ha denominado NEXT que son las iniciales en ingles de Near End Cross Talk . La Principal forma de corregir este factor , es mediante el trenzado de los cables. El trenzado se debe conservar desde la fabricacin hasta la instalacin final, no halando el cable ms de lo que remienda el fabricante, no realizando curvaturas inadecuadas, no destrenzando el cable ms de lo recomendado en el momento de la conectorizacin, as como evitar quitar la chaqueta del cable ms all de lo indicado por la norma.

SRL: Son las perdidas por reflexin estructural que se presenta en toda lnea de transmisin, debido a cambios en la impedancia en todo el trayecto del cable con lo cual una parte de la potencia se refleja y que se traduce en prdidas de seal hacia la carga. Errores en la conectorizacin y en la calidad de los elementos de un cableado afectan en grado sumo este parmetro. Induccin de seales externas de alguna fuente de RFI o EMI, que igualmente degradan la calidad de la comunicacin. Ruidos por males Contactos, humedad, etc, que atentan contra una buena relacin seal / ruido.

Categorias

El concepto de categora dentro de las normas EIA/TIA, se refiere a una clasificacin de los cables segn sus componentes y calidad que permite manejarlas diferentes velocidades que puede soportar el cableado estructurado en toda su extensin, es decir, cables y accesorios de conexin. Las categoras y sus velocidades son las siguientes:

Categora Velocidad3 16 MHz4 20 MHz5 100 MHz5e 100 MHz

Un cable Tpico UTP tiene cuatro pares de cables, aunque no todos los cuatro pares son empleados en todas las aplicaciones. En algunas LANs slo dos pares son empleados, uno en cada direccin para permitir conexiones full duplex. Debido a las limitaciones de ancho de banda (BW) y la emisin de radiaciones que pueden potencialmente afectar a otros dispositivos electrnicos, las redes de alta velocidad estan migrando hacia el uso de todos los pares.

Categorias de cables UTP

Categoria 1: Sistema de cableado que cumple con los requisitos mnimos para voz anloga o viejos servicios planos telefnicos Plain Old Telephone Service (POTS).

Categoria 2: Este es un sistema de cableado de 100 ohm UTP capaz de operar a 1 Mbps en redes Token Ring y similares. Tambin es conocido como sistema de cableado tipo3 IBM

Categoria 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 desempeo que esta siendo dejado de usar. Actualmente se emplea como requerimiento mnimo en sistemas de voz telefnicos. Tambin es conocido como ISO/IEC 11801 Clase C. Fue el estandar de cableado UTP hasta 1988.

Categoria 4: Sistema de cableado soporta transmisiones a 20 MHz y aplicaciones hasta 16 Mbps. Ha sido empleado para aplicaciones de voz y catos 10BASE-T y 16 Mbps en Token Ring. Este cabledo no es muy usado en nuestros dias.

Categoria 5: Sistema de cableado que ha sido el estandar en los ltimos aos. Permitre transmisioens a una frecuencia de 100 MHz. Trabaja bien en aplicaciones que van desde voz hasta 100BASE-T Ethernet y 155Mbps ATM. Este sistema es tambin conocido como ISO/IEC 11801 Clase D. Hoy en da esta categora es reconociada como el requerimiento mnimo para servicios de banda ancha. La categora 5 son slo posibles cuando los cables, conectores, patch cord y todos los elementos activos y pasivos posee al menos la misma categoria 5 o superior

Categoria 5e: Este es un nuevo estndar desarrollado en USA que permite transmisiones a 100 MHz. La Categora 5E se ha convertido en el nuevo estandar mnimo para las futuras instalaciones de cableado por la TIA/EIA, IEEE y muchos empresas del ramo. La categoria 5 Mejorada (Enhanced ) fue ratificada como estandar en 1999.

Categoria 6: Nueva clasificacin desarrollada en USA por US, ISO/IEC and CENELEC. Permite transmisiones a frecuencias de hasta 200-250 MHz La Category 6 fue ratificada por la TIA/EIA en Junio del 2002 y representa la alternatia con mejor desempeo posible con las configuraciones de cableado T568A and T568B con conectores modulares RJ45 de 8 posiciones y 8 conductores. En europa esta categoria es conocida como ISO/IEC 11801 Cableado Clase E.

Categoria 7: Es una clasificacin basada en el estandar alemn DIN 44312-2, que permite transmisiones a una frecuencia de 600 MHz. Esta categoria es tambien conocida como Clase F. El cableado es apantallado y emplea conectores no estandar RJ-45 (Alcatel hybrid RJ-45 connector) o conectores Mini-C estilo IBM.

Decir que un cableado es categora 5E equivale a decir que soporta una velocidad de 100 MHz, o sea que posee cables y accesorios que soportan 100 MHz y que cumple las especificaciones de instalacin y recomendaciones para que se desempee ptimamente a esta velocidad, el buen cumplimiento de las caractersticas elctricas 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 categora se efecten.

El montaje de un cableado estructurado no implica slo la instalacin de cada uno de los componentes sino tambin una prueba exhaustiva de desempeo a la velocidad especifica por la categora.

Redes de Ethernet

En una red ETHERNET, cada estacin de trabajo incluye una parte emisora y una parte receptora para manejar el trfico de datos que entran y salen. El lado emisor se invoca cuando el usuario desea enviar datos a otro en la red y el receptor, cuando el cable transporta las seales dirigidas a las estaciones de la red.

10 BASE2: El cable delgado de Ethernet o Ethernet Fino (10BASE2), es un cable coaxial, que en topologa bus puede tener un segmento de 185 m. de longitud mxima, con un mximo de 30 computadoras conectadas a este cable, terminadas en terminadores BNC de 50 Ohms de resistencia elctrica, en ambos extremos.

-El cable coaxial usado en este tipo de aplicacin es el RG-58 A/U de 50 ohms. Entre una computadora y otra debe existir un intervalo mnimo de 0,5 m. -La tarjeta de red con conector macho, debe ser colocada internamente en la computadora. El conector BNC macho de la parte posterior de la tarjeta de red, sirve para conectar la tarjeta con un conector interfase T-BNC.

-El conector T-BNC, se conecta en el conector macho de la tarjeta de red. Los cables Ethernet finos se conectan a los conectores machos de ambos lados de la "T" (en las computadoras situadas en los extremos de la red, uno de los cables de conexin se sustituye por un terminador). -Cada segmento de cable coaxial delgado deber, en un extremo del cable, estar puesto a tierra (ground). El avance de la tecnologa ha permitido miniaturizar los transceiver: de manera que hoy en da mucho de las interfaces de Ethernet vienen incorporados y por esta razn la tarjeta de red provee ambos tipos de puertos: AUI y BNC.

10 Base 5 Coaxial Grueso 10 Base T Par Trenzado UTP

Elementos pasivos de las redes

Patch Panel

Es un arreglo de conectores hembra RJ 45 que se utiliza para realizar conexiones cruzadas (diferente a cable cruzado) entre los equipos activos y el cableado horizontal. Permite un gran manejo y administracin de los servicios de la red, ya que cada punto de conexin del patch panel maneja el servicio de una salida de telecomunicaciones.

Rack de comunicacionesEs un gabinete necesario y recomendado para instalar el patch panel y los equipos activos proveedores de servicios. Posee unos soportes para conectar los equipos con una separacin estndar de 19". Pueden estar provisto de ventiladores y extractores de aire, adems de conexiones adecuadas de energa. Hay modelos abiertos que slo tienen los soportes con la separacin de 19" y otros ms costosos cerrados y con puerta panormica para supervisar el funcionamiento de los equipos activos y el estado de las conexiones cruzadas. Tambin existen otros modelos que son para sujetar en la pared, estos no son de gran tamao, generalmente de 60 cm de altura y con posibilidad de ser cerrados o abiertos.

El objetivo primordial del rack es brindar una plataforma para centralizar y organizar el cableado, los elementos activos de la red y sus interconexiones

Patch cord

Es un trozo de cable UTP con dos conectores que se emplea entre un path panel y un elemento de comunicacin o entre el jack y la tarjeta de red.

UTP Unshielded Twisted Pair

El cable consiste en 4 pares torcidos y existen varias categoras siendo las tres ms importantes (3, 5 y 5E) utilizadas en transmisin de datos. El cable Categora 5 soporta transmisin de datos hasta 100 Megabytes por segundo.

STP

Es un cable que a diferencia del UTP posee blindaje (Shielded Twisted Pair) y es de solo dos pares, su utilizacin era principalmente para voz, Ethernet 10 baseT y Token Ring, pero con el advenimiento de nuevas aplicaciones que demandaban ms velocidad como Ethernet 100 baseT, la cantidad de cables se convirti en un problemas para seguir siendo utilizado. Su blindaje aunque protege los datos de interferencia, cosa que no hace el UTP, presenta mayores prdidas por las capacitancias que se producen entre los conductores y el blindaje.

Jack

Son los conectores que se utilizan en la salida de telecomunicaciones, es el patch panel y en los equipos activos. Es el conector hembra (DCE) del sistema de cableado. Est compuesto por ocho contactos de tipo deslizante dispuestos en fila y recubiertos por una capa fina de oro de aproximadamente 50um para dar una menor prdida por reflexin estructural a la hora de operar con el conector macho.

Plug

Es el conector macho del sistema de cableado estructurado. Su utilizacin est orientada principalmente hacia los patch cord (cables que une los equipos activos a los patch panel). Posee tambin ocho contactos y un recubrimiento en oro. Al igual que al jack, el plug se le exige una muy buena calidad en los contactos y en la instalacin, ya que es en estos dos elementos donde ms problemas se presenta en la puesta en marcha y durante la operacin normal.

Estantandar EIA/TIA 568

La norma describe cada una de las partes estructurales que componen este tipo de sistema de cableado. Las partes son las siguiente en su orden de aparicin:

rea de trabajo WA Cableado horizontal Cuarto de telecomunicaciones Cableado vertical Cuartos de Equipos Entrada al Edificio

Es la norma de Cableado Estndar de Telecomunicaciones para Edificios comerciales y sus objetivos son:

Especfica un Sistema de Cableado genrico Especfica requisitos de componentes Distancias de Cableado Configuracin de los conectores Topologa Especfica interfaces de conexin

rea de trabajo WA

Comprende desde la placa de pared hasta el equipo del usuario. Diseado para cambios, modificaciones y adiciones fciles. Un WA (estacin de trabajo) por cada 10 mt cuadrados. Mnimo dos salidas por cada WA, una categora 5 y la otra mnimo categora 3.

Conector RJ 45

Cableado horizontal

Se define desde el rea de trabajo hasta el closet de telecomunicaciones: Incluye:

Cables Accesorios de conexin Cross Connect

cada Salida debe terminar en el Closet de Telecomunicaciones (TC)

Mximo 90 metros entre el TO y el patch panel en el TC. se dejan 10 metros para los patch cord. en el patch panel hasta 7mt. en el WA hasta 3 Mt.

Cables: Cuatro pares UTP (100W) rgido. Dos pares STP (150W). 4 pares ScTP (150W) Fibra ptica multimodo 62.5/125 una o dos fibras.

Cableado vertical

Interconexin entre dos closet de telecomunicaciones, cuarto de equipos y entrada de servicios, tambin incluye cableado entre edificios. Cables:

Multipar UTP de 100W STP de 150W Fibra ptica Multimodo y Monomodo. Distancia Mximas Voz UTP 800 metros. STP 700 metros. Fibra MM 62.5/125um 2000 metros. Fibra SM 8.3/125um 3000 metros.

Para datos se conservan los 90 metros.

Cuarto de telecomunicaciones

Espacio dedicado para la instalacin de los racks de comunicaciones, cuyas caractersticas principales se enumeran a continuacin:

rea exclusiva dentro de un edificio para el equipo de telecomunicaciones. Su funcin principal es la terminacin del cableado Horizontal. Todas las conexiones entre los cables horizontales y verticales deben ser cross-connect. Deben ser diseados de acuerdo a la norma TIA/EIA 569. Debe proveerse un ambiente controlado. Temperatura entre 18 y 24 grados centgrados, humedad entre el 30 y el 55%. Circuitos elctricos independientes. Regulador. UPS.

Entrada de servicios.

Lugar donde recibo todos los servicios externos: telefona, RDSI, video, Datos etc. Contiene el punto de demarcacin : Punto de cambio la entrada de servicio al servicio del SCE. Es aqu donde se deben instalar las protecciones de los servicios externos que se le van a proveer al cableado estructurado. Ayuda a diagnosticar si un problema se debe al servicio pblico o al cableado estructurado.e