Redes. La instalación fí­sica

Redes. La instalación física (primera parte)

Instalación física de redes mediante cable coaxial, fibra óptica, sistemas inalámbricos y radioterrestres. Conoce el conjunto de componentes físicos que forman una red de área local y aprende a distinguir los distintos parámetros que intervienen en el diseño físico de una red.

Y además de estudiar los medios de transmisión de la información, las propiedades de los cables coaxiales, los sistemas de fibra óptica, los sistemas inalámbricos, los sistemas radioterrestres y los satélites artificiales, veremos la estandarización de las conexiones entre los componentes de los ordenadores que los fabricantes han profundizado en torno a la Interfaz RS-232-C.

 Aprende con este curso de la editorial McGraw-Hill, fragmento del libro: "CEO - Instalación y mantenimiento de servicios de redes locales" del autor A. Abad.

Capítulo 1:Medios de transmisión. Sistemas de cableado metálicos

Los medios de transmisión
 
El medio de transmisión es el soporte físico que facilita el transporte de la información y supone una parte fundamental en la comunicación de datos. La calidad de la transmisión dependerá de sus características físicas, mecánicas, eléctricas, etcétera. El transporte puede ser mecánico, eléctrico, óptico, electromagnético, etc. El medio debe ser adecuado a la transmisión de la señal física para producir la conexión y la comunicación entre dos dispositivos.
 
La evolución experimentada por la Informática y las Telecomunicaciones ha desarrollado la investigación en estos elementos de la transmisión, obteniendo materiales de una gran calidad y fiabilidad. La elección de un buen sistema de cableado es de vital importancia en las instalaciones reales en los que se producirá el fenómeno de la comunicación. La inversión estimada para cables en una instalación es del 6% del coste total. Sin embargo, está comprobado que el 70 % de los fallos producidos en una red se deben a defectos en el cableado. Por tanto, merece la pena no escatimar demasiado las inversiones que deban producirse en los sistemas de transmisión.
 
 Sistemas de cableado metálicos
 
En este apartado se incluyen todos los medios de transmisión que utilizan canales conductores metálicos para la transmisión de la señal, y que están sujetos tanto a la ley de Ohm, que se estudiará a continuación, como a las leyes fundamentales que rigen el electromagnetismo.
 
 La ley de Ohm
 
Todas las señales eléctricas sufren una disminución de su nivel energético cuando se transmiten por cualquier medio de  transmisión. Esta atenuación se rige por la ley de Ohm, que relaciona la tensión eléctrica entre los extremos del material y la intensidad de corriente eléctrica que le atraviesa. Al cociente entre esa tensión y la intensidad se le llama resistencia eléctrica. A veces, esta resistencia no es una constante, sino que depende de la frecuencia de la señal eléctrica que ese material debe transportar. Cuando se considera este último fenómeno se habla de impedancia, que es un concepto más generalizado que el de resistencia.
 
 R = V/I
 
donde R es la resistencia, V es la tensión eléctrica e I es la intensidad. R se mide en ohmios signo de ohmio, V en voltios (V) e I en amperios (A). En la Figura 3.1 se puede ver un circuito básico que ilustra la ley de Ohm.
 
 
 
Figura 3.1. Circuito básico compuesto de batería y resistencia atravesada por una intensidad de corriente.

Capítulo 2: Los cables de pares

Los cables de pares
 
Están formados por pares de filamentos metálicos y constituyen el modo más simple y económico de todos los medios de transmisión. Sin embargo, presentan algunos inconvenientes. En todo conductor, la resistencia eléctrica aumenta al disminuir la sección del conductor, por lo que hay que llegar a un compromiso entre volumen y peso, y la resistencia eléctrica del cable. Esta resistencia está afectada directamente por la longitud máxima. Cuando se sobrepasan ciertas longitudes, hay que acudir al uso de repetidores para restablecer el nivel eléctrico de la señal.
 
Tanto la transmisión como la recepción utilizan un par de conductores que, si no están apantallados, son muy sensibles a  interferencias y diafonías producidas por la inducción electromagnética de unos conductores en otros (motivo por el que en ocasiones percibimos conversaciones telefónicas ajenas en nuestro teléfono). Un cable apantallado es aquél que está protegido de las interferencias eléctricas externas por acción de un conductor eléctrico externo al cable, por ejemplo, una malla metálica.
 
Un modo de subsanar estas interferencias consiste en trenzar los pares de modo que las intensidades de transmisión y recepción anulen las perturbaciones electromagnéticas sobre otros conductores próximos. Esta es la razón por la que este tipo de cables se llaman cables de pares trenzados. Con este tipo de cables es posible alcanzar velocidades de transmisión comprendidas entre 2 Mbps y 100 Mbps en el caso de señales digitales. A cortas distancias pueden llegar a 1 Gbps. Es el cable más utilizado en telefonía y télex. Existen fundamentalmente dos tipos:
 
- Cable UTP (Unshielded Twisted Pair). Es un cable de pares trenzado y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias, sin embargo, al estar trenzado, compensa las inducciones electromagnéticas producidas por las líneas del mismo cable. Es importante guardar la numeración de los pares, ya que de lo contrario el efecto del trenzado no será eficaz: puede disminuir sensiblemente o incluso impedir la capacidad de transmisión. Es un cable barato, flexible y sencillo de instalar. La impedancia  característica de un cable UTP es de 100 . En la Figura 3.2 se pueden observar los distintos pares de un cable UTP.
 
- Cable STP (Shielded Twisted Pair). Este cable es semejante al UTP pero se le añade un recubrimiento metálico para evitar las interferencias externas. Este recubrimiento debe ser conectado a la tierra de la instalación. Por tanto, es un cable más protegido, pero menos flexible que el UTP. El sistema de trenzado es idéntico al del cable UTP. La impedancia característica de un cable STP ron de los 150 .
 
Estos cables de pares tienen aplicación en muchos campos. El cable de cuatro pares (Figura 3.2) está utilizándose como el cableado general en muchas instalaciones,  como conductores para la transmisión telefónica de voz, transporte de datos, etc. RDSI utiliza también este medio de transmisión.
 
 
 Figura 3.2. Ejemplos de cables de pares. a) Cables STP. b) Cable UTP.

Capítulo 3: Los cables de pares (segunda parte)

En los cables de pares distinguimos dos clasificaciones:
 
- Primera clasificación: las categorías. Cada categoría especifica unas características eléctricas para el cable: atenuación, capacidad de la línea e impedancia. Actualmente se utilizan las categorías 3 a 5, que soportan frecuencias de 10, 20 y 100 MHz respectivamente. También se utiliza una categoría llamada 5E, que mejora algo las capacidades de la categoría 5. Se encuentran en estudio las categorías 6 y 7, que quedan abiertas a nuevos estándares con 250 y 600 MHz respectivamente.
 
- Segunda clasificación: las clases. Cada clase especifica las distancias permitidas, el ancho de banda conseguido y las aplicaciones para las que es útil en función de estas características. Están especificadas las clases A a F. En la Tabla 3.1 se especifican ejemplos que relacionan algunas clases con algunas categorías.
 
 
 
 Tabla 3.1. Características de longitudes posibles y anchos de banda para las clases y categorías de pares trenzados.
 
Dado que el cable UTP de categoría 5 es barato y fácil de instalar, se está incrementando su utilización en las instalaciones de redes de área local con topología en estrella, mediante el uso de conmutadores y concentradores que se estudiarán más adelante.
 
Las aplicaciones típicas de la categoría 3 son transmisiones de datos hasta 10 Mbps (por ejemplo, la especificación 10BaseT); para la categoría 4, 16 Mbps; y para la categoría 5 (por ejemplo, la especificación 100BaseT), 100 Mbps.
 
 
 
 Tabla 3.2. Nivel de atenuación permitido según la velocidad de transmisión para un cable UTP.


Capítulo 4: Los cables de pares (tercera parte)

En concreto el cable UTP de categoría 5 viene especificado por las características de la Tabla 3.2 (especificaciones TSB-36) referidas a un cable estándar de cien metros de longitud.
 
El nivel de atenuación se mide en decibelios (dB), que indica una medida de las pérdidas de señal a lo largo del cable.
 
Así, una pérdida de 10 dB indica que la energía de la señal transmitida es diez veces menor a la salida que a la entrada, una pérdida de 20 dB supone que la energía de salida es un 1% de la entrada, 30 dB implica un 1% de la entrada, etc.
 
Sin embargo, las exigencias de ancho de banda de las redes actuales han hecho que el cable UTP de categoría 5 se muestre insuficiente en ocasiones.
 
Las sociedades de estándares han hecho evolucionar esta categoría definiendo otras de características mejoradas que se describen a continuación:
 
- Categoría 5 actual. Se define en los estándares IS 11801, EN 50173 y TIA 568. En su versión original data de 1995 y está pensado para soportar transmisiones típicas de la tecnología ATM (155 Mbps), pero no es capaz de soportar Gigabit Ethernet (1 Gbps).
 
- Categoría 5 mejorada (5e o 5 enhanced). Se trata de una revisión de la categoría 5 de 1998. En esta versión se mejoran los  parámetros del cable para llegar a transmisiones de Gigabit Ethernet.
 
- Categoría 6. Es una categoría todavía en proceso de definición aunque ya ampliamente aceptada, pero sus parámetros eléctricos apuntan que podrían soportar frecuencias hasta los 250 MHz en clase E.
 
- Categoría 7. Es una especificación todavía por definir, pero pretende llegar hasta los 600 MHz en clase F, mejorando sustancialmente los fenómenos de diafonía con respecto de la categoría 5. Sin embargo, esta categoría tiene como competidor más directo a la fibra óptica.
 
Para hacerse una idea aproximada de la utilización de estos cables en redes de área local, se puede construir una red Ethernet con topología en estrella con cable UTP de categoría 5 con segmentos de 100 m como máximo.

Capítulo 5: Coaxial cable

El cable coaxial
 
Presenta propiedades mucho más favorables frente a interferencias y a la longitud de la línea de datos, de modo que el ancho de banda puede ser mayor a estas grandes distancias. Esto permite una mayor concentración de las transmisiones analógicas, o  bien una mayor capacidad de las transmisiones digitales.
 
Su estructura es la de un cable formado por un conductor central macizo o compuesto por múltiples fibras al que rodea un aislante dieléctrico de mayor diámetro (Figura 3.3). Una malla exterior aísla de interferencias al conductor central. Por último, utiliza un material aislante para recubrir y proteger todo el conjunto. Presenta condiciones eléctricas más favorables. En redes de área local se utilizan dos tipos de cable coaxial: fino y grueso. Por ejemplo, el cable coaxial fino utilizado en las instalaciones de redes de área local se denomina RG- 58A/U y tiene una impedancia característica de 50 . Con este cable se pueden construir redes Ethernet con topología en bus (10Base2) y un máximo de distancia por segmento de 185 m.
 
 
 
 Figura 3.3. Sección de un cable coaxial, conectores y cables.
 
Con un cable coaxial del tipo RG-8A/U, también de 50 de impedancia, se pueden construir redes Ethernet del tipo 10Base5 o Thicknet con segmentos de 500 m como máximo.
 
Si se comparan estos segmentos de 500 m con los 100 m como máximo de los segmentos en la estrella de la red UTP de categoría 5, nos haremos una idea de las ventajas del cableado coaxial cuando es necesario cablear grandes distancias. Es capaz de llegar a anchos de banda comprendidos entre los 80 MHz y los 400 MHz dependiendo de si tenemos coaxial fino o grueso. Esto quiere decir que en transmisión de señal analógica seríamos capaces de tener como mínimo del orden de 10 000 circuitos de voz.

Capítulo 6: Fibra óptica. Sistemas

Sistemas de fibra óptica
 
La fibra óptica permite la transmisión de señales luminosas. La fibra es insensible a interferencias electromagnéticas externas. Los medios conductores metálicos son incapaces de soportar frecuencias muy elevadas, por lo que para altas frecuencias son necesarios medios de transmisión ópticos. La luz ambiental es una mezcla de señales de muchas frecuencias distintas por lo que no es una buena fuente de señal portadora luminosa para la transmisión de datos. Son necesarias fuentes especializadas:
 
 - Fuentes láser. A partir de la década de los años sesenta se descubre el láser, una fuente luminosa de alta coherencia, es decir, que produce luz de una única frecuencia y en la que toda la emisión se produce en fase. Un caso particular de fuente láser es el diodo láser, que no es más que una fuente semiconductora de emisión láser de bajo precio.
 
- Diodos LED. Son semiconductores que producen luz cuando son excitados eléctricamente. La composición del cable de fibra óptica consta básicamente de un núcleo, un revestimiento y una cubierta externa protectora (Figura 3.4). El núcleo es el conductor de la señal luminosa. La señal es conducida por el interior de este núcleo fibroso, sin poder escapar de él debido a las reflexiones internas y totales que se producen, impidiendo tanto el escape de energía hacia el exterior como la adición de nuevas señales externas indeseadas.
 
Actualmente se utilizan tres tipos de fibras ópticas para la transmisión de datos: fibras monomodo, multimodo de índice gradual y multimodo de índice escalonado. Se llegan a efectuar transmisiones de decenas de miles de llamadas telefónicas a través de una sola fibra dado su gran ancho de banda.  Otra ventaja es la gran fiabilidad, su tasa de error es mínima. Su peso y diámetro la hacen ideal frente a los cables de pares o coaxiales. Normalmente se encuentra instalada en grupos, en forma de mangueras, con un núcleo metálico que les sirve de protección y soporte frente a las tensiones producidas en el cable ya que la fibra, en sí misma, es extraordinariamente frágil. Su principal inconveniente es la dificultad de realizar una buena conexión de distintas fibras con el fin de evitar reflexiones de la señal.
 
Desde un principio las redes de fibra óptica han utilizado un sistema de multiplexación en el tiempo (TDM, Time División Multiplexing) para efectuar sus transmisiones. Los sistemas TDM actuales han llegado a velocidades de 10 Gbps, lo que está muy alejado de los 30 THz de ancho de banda teórico que soporta una fibra. Con el fin de aprovechar al máximo las conducciones de fibra se ha definido una nueva modulación para fibra llamada WDM (Wavelength División Multiplexing) o multiplexación en longitud de onda, que consiste en introducir en la fibra no una longitud de onda sino varias. Actualmente se llegan a multiplexar del orden de 50 longitudes de onda sobre la misma fibra (multiplexación densa en longitud de onda). A esta modulación, se superpone la ya tradicional en el tiempo TDM, consiguiendo sistemas de transmisión mixtos que  arían entre los 40 y los 160 Gbps.
 
 
 
 Figura 3.4. a) Sección longitudinal de una fibra óptica. b) Conectores de fibra óptica.

Capítulo 7: Sistemas inalámbricos y radioterrestres

Sistemas inalámbricos
 
Estos sistemas se utilizan en las redes de área local por la comodidad y flexibilidad que presentan: no son necesarios complejos sistemas de cableado, los puestos de la red se pueden desplazar sin grandes problemas, etc. Sin embargo, adolecen de baja velocidad de transmisión y de fuertes imposiciones administrativas en las asignaciones de frecuencia que pueden utilizar: son sistemas cuyos parámetros de transmisión están legislados por las administraciones públicas. En algunos casos se requieren permisos especiales, dependiendo de la banda de frecuencia que utilicen.
 
 Los sistemas radioterrestres
 
El medio de transmisión en los enlaces de radio es el espacio libre, con o sin atmósfera, a través de ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz. Para llevar a cabo la transmisión se utiliza un sistema de antenas emisoras y receptoras.
 
La propagación por el medio atmosférico produce en ocasiones problemas de transmisión provocados por los agentes meteorológicos. Estos efectos negativos se pueden comprobar fácilmente en las emisiones televisivas cuando las condiciones climatológicas no son favorables en forma de interferencias, nieve, rayas, doble imagen, etcétera.
 
De modo general, cuanto mayor es la frecuencia de la señal que se emite, tanto más sensible es a este tipo de problemas, de modo que la distancia máxima entre las antenas emisora y receptora debe ser menor para garantizar una comunicación íntegra.
 
Para las transmisiones radioterrestres, destacan las siguientes bandas de frecuencia del espectro electromagnético:
 
- Onda corta, con frecuencias en el entorno de las decenas de MHz, que utilizan la Ionosfera terrestre como espejo reflector entre el emisor y receptor. De este modo son posibles comunicaciones de larga distancia, típicamente intercontinentales. El ancho de banda de los mensajes transmitidos por onda corta es pequeño puesto que la frecuencia de la señal portadora es relativamente baja: no es un buen modo de transmisión de datos digitales.
 
- Microondas, con frecuencias del orden del GHz. El ancho de banda para los mensajes puede ser mucho más elevado ya que la frecuencia de la señal portadora es muy alta. Esto permite la multicanalización de muchos mensajes. Las distancias que se permiten oscilan entre los 50 a 100 km en transmisiones por la superficie terrestre. Las antenas tienen forma parabólica y se pueden ver en la cima de los montes a lo largo de la geografía.

Capítulo 8: Satélites artificiales

Los satélites artificiales
 
En ausencia de atmósfera las transmisiones inalámbricas son mucho más fiables, lo que permite muy altas frecuencias y transmisiones de alta capacidad. La transmisión vía satélite de un punto de la Tierra a su antípoda se haría imposible sin la existencia de plataformas orbitales que intercomuniquen varios satélites.
 
 
 
 Figura 3.5. Dispositivos inalámbricos utilizados en redes de área local inalámbricas: a) Punto de acceso. b) Tarjeta de red.
 
Como en el espacio vacío la probabilidad de obstáculo es mucho menor que en la comunicación tierra-satélite, se permiten  velocidades aún mayores, y se llega a transmisiones de 100 GHz. Las comunicaciones por satélite tienen dos problemas fundamentales:
 
- El elevado coste de situar un satélite en el espacio y su mantenimiento posterior.
 
- El retardo producido en las transmisiones de las señales originado por las grandes distancias que éstas deben recorrer. Es común en las comunicaciones televisivas en directo vía satélite que el sonido no esté sincronizado con la imagen, por ejemplo, porque el sonido venga por vía telefónica terrestre y la imagen por satélite; la diferencia de caminos entre una y otra vía es significativa: se producen retardos superiores al cuarto de segundo.
 
Para solucionar algunos de estos problemas se han creado redes de satélites de órbita baja, aunque aún no parece que hayan llegado a su madurez. Otro punto importante a favor de los satélites es que proporcionan la estructura básica para el funcionamiento de los sistemas de posicionamiento global (GPS, Global Positioning System). Se trata de terminales especializados que se comunican simultáneamente con varios satélites con objeto de proporcionar la posición geográfica del receptor GPS con extraordinaria precisión.

Capítulo 9: Dispositvos de conexión de cables (primera parte)

       Dispositivos de conexión de cables
 
Los cables que forman parte de una red de transmisión de datos no pueden utilizarse si la señal eléctrica no entra en ellos debidamente.
 
De esta función se ocupan los conectores, que no son más que interfaces que adecuan la señal del cable al interface del receptor.
 
Frecuentemente, los conectores de una misma familia se duplican en forma de «macho» o «hembra», que deben ajustarse mecánicamente del modo más perfecto posible.
   Conectores para comunicaciones serie
  Las comunicaciones serie más comunes en redes de ordenadores son las conexiones de los puertos serie con módems. Por ello, estudiaremos estos conectores serie y las señales de cada una de sus líneas tomando como ejemplo la comunicación ordenador-módem.
  El módem es un elemento intermedio entre el equipo terminal de datos ETD y la línea telefónica. Por tanto, hay que definir el modo en que el módem se conectará tanto a la línea telefónica como al ETD.
  Los módems se conectan a la línea telefónica a través de una clavija telefónica. En algunos casos se permite un puente para que no quede interrumpida la línea telefónica y se proporcione servicio a un teléfono.
 
En este caso la conexión consiste en tender la línea telefónica hasta la entrada telefónica de línea del módem, y luego tender otro cable telefónico desde la salida de teléfono del módem hasta el propio teléfono.
  En cuanto a su conexión con el ETD, se han definido varios estándares de conectividad. Los más comunes son los propuestos por la norma RS-232 o la recomendación V.24, que definen cómo debe ser el interfaz de conexión.
 
A veces se acompaña la norma RS-232 de una letra que indica la revisión de la norma. Por ejemplo, RS-232-C es la revisión C de la norma RS-232.


Capítulo 10: Interfaz RS-232-C (primera parte)


El interfaz RS-232-C
 
La proliferación de equipos de distintos fabricantes ha causado que éstos hayan tenido que ponerse de acuerdo sobre las normativas de interconexión de sus equipos. Muchas asociaciones de estándares han dictado normas y recomendaciones a las que los diseñadores de dispositivos de comunicación se acogen, con el fin de garantizar que los equipos que producen se
entenderán con los de otros fabricantes.
 
Este problema fue resuelto inicialmente por la asociación de estándares EIA (Electronics Industries Association) con el estándar RS-232. Este estándar es el adoptado con más frecuencia para transmisiones serie, especialmente utilizado por gran parte de los módems. El equivalente del CCITT, ahora ITU (International Telecommunication Union), está compuesto por las normas V.24 y V.28. Estas normativas definen tanto las características eléctricas como las funcionales de la conexión. Para hacernos una idea aproximada de qué parámetros se definen en estos estándares vamos a exponer brevemente un resumen de sus características eléctricas:
 
- Las señales han de ser binarias.
- La tensión no debe superar los 25 V en circuito abierto.
- La tensión de utilización del equipo puede ser positiva (asignado al <<0>> lógico) o negativa (asignado al <<1>> lógico), y su valor debe estar comprendido entre los 5 y los 15 V.
- En el caso de cortocircuito la intensidad eléctrica no debe superar los 0,5 A.
- La resistencia de carga debe ser superior a 3 000 y no debe sobrepasar los 7 000 .
- La capacidad de carga debe ser inferior a 2 500 picofaradios (pF).
 
Como se puede observar, con estas especificaciones los fabricantes pueden construir sus equipos teniendo la seguridad de que la interconexión está garantizada. Entre las características funcionales se mencionan los distintos tipos de circuitos eléctricos que componen la interfaz. La norma define conectores con 25 pines (Figura 3.6), cada uno de los cuales define un circuito. Estos circuitos se conectan de modo distinto según las aplicaciones, pero la más común es la que aparece en la Figura 3.7.
 
 
 
 Figura 3.6. a) Estructura lógica de los pines del conector RS-232. b) Vista frontal real del conector.


Capítulo 11: Interfaz RS-232-C (segunda parte)

También se pueden encontrar conectores de 9 pines (Figura 3. en los que se han mantenido las líneas más utilizados en las comunicaciones usuales. Los principales son los siguientes:
 
- DTR (Data Terminal Ready): terminal de datos preparado. Esta señal es enviada inicialmente por el terminal al módem para informarle de que está preparado para intervenir en una comunicación.
 
- DSR (Data Set Ready): módem preparado. Seguidamente el módem activa esta línea y se la envía al terminal para indicarle que el módem también está listo.
 
 
 
 Figura 3.7. Estructura de conexión de las líneas más importantes a través de RS-232-C con conector de 25 pines.
 
- RTS (Request To Send): petición de emisión. Una vez que el terminal y el módem están listos, si el ETD necesita enviar datos, envía al módem la señal RTS para informarle.
- CD (Carrier Detected): detección de portadora. Cuando el módem lee la señal RTS que el terminal le envía, dispara los circuitos de enlace de línea enviando al módem remoto una señal portadora. Este módem remoto activa, entonces, la señal CD y así avisa al terminal próximo de que el módem remoto está listo para recibir datos.
- CTS (Clear To Send): listo para transmitir. Es una señal que envía el módem al terminal para indicarle que está listo para aceptar datos, puesto que ha conseguido un enlace por la línea telefónica ya que anteriormente recibió un CD.
- TD (Transmitted Data): transmisión de datos. Esta línea es el canal por el que viajan en serie los bits del emisor.
- RD (Received Data): recepción de datos. Los datos emitidos por el emisor se reciben en el receptor por la línea RD.
- TC (Transmitter Clock): transmisor de reloj. En el caso de las comunicaciones síncronas se tiene que enviar una señal de reloj para mantener la sincronización y se hace por esta línea.
- RC (Receiver Clock): receptor de reloj. La señal TC se recibe en el otro extremo de la comunicación por la línea RC.
- GND (Ground): tierra protectora. Es la línea que sirve para unificar las tierras de emisor y receptor.
- SGND (Signal Ground): tierra señal de referencia. Establece el nivel de tensión de referencia para poder distinguir los valores de cada uno de los bits.
 
 
 
 Figura 3.8. a) Estructura lógica de los pines del conector RS-232 de 9 pines. b) Vista frontal real del conector.

Capítulo 12: Instalación de una red. Actividad 1

 Actividad
 
 1. Cables serie y null módem
 
Se trata de construir varios modelos de cables serie utilizando los conectores DB9 y DB25 comentados anteriormente. Un cable módem, también denominado null módem, es el cable serie que se utiliza para la conexión de un DCE a un DTE por línea serie. Es la típica conexión del puerto serie de un PC con un módem externo. A veces no es fácil encontrar en los comercios los cables serie que nos hacen falta y es necesaria su construcción manual. En esta actividad, se trata de construir algunos de estos cables:
 
 a) Cable módem de 7 pines activos:
 
GND ...............GND
RX ...................TX
TX..................... RX
RTS .................CTS
CTS .................RTS
DSR ................DTR
DTR.................DSR
 
La construcción física del cable tendría que tener en cuenta los siguientes datos en función del conector elegido (DB9 o DB25):
 
 Señal              Patilla en DB9         Patilla en DB25
 
GND                 patilla 5 ............... patilla 7
RX                     patilla 2 ............... patilla 3
TX                      patilla 3 ............... patilla 2
RTS                   patilla 7 ............... patilla 4
CTS                   patilla 8 ............... patilla 5
DSR                  patilla 6 ............... patilla 6
DTR                  patilla 4 ............... patilla 20
 
 b) Cable serie de conexión entre un DB9 y un DB25.
 
La construcción física y las señales serían las siguientes:
   Conector DB9                             Conector DB25
  7 (GND) .......................................... 7 (GND)
3 (TX) .............................................. 3 (RX)
2 (RX) .............................................. 2 (TX)
8 (CTS) ............................................ 4 (RTS)
7 (RTS) ............................................ 5 (CTS)
6 (DSR) ........................................... 20 (DTR)
4 (DTR) ............................................ 6 (DSR)
CHASIS ......... (malla) .................... CHASIS

Redes. La instalación física (tercera parte)

Instalación física de redes de área local. Aprende ahora los últimos procesos de la instalación de la Red: revisión del proyecto de instalación de la Red en cuanto a las oparaciones eléctricas, desde la instalación de las tomas de corriente hasta el etiquetado y documentación del cableado y los conectores.

Aprenderás a confeccionar los cables más comunes utilizados en redes de área local con las herramientas apropiadas; conocerás las principales características de los sistemas de cableado estructurado y su organización. Estudiaremos también la certificación y montaje del CPD.

Capítulo 1: Instalación. Proyecto y flujo de trabajo

El cableado de red
 
Fuera del ámbito doméstico, la instalación de un sistema de cableado para una corporación exige la realización de un proyecto en el que ha de tenerse en cuenta, como en cualquier proyecto, los recursos disponibles, procedimientos, calendarios de ejecución, costes, documentación, etcétera.
 
 El proyecto de instalación
 
En primer lugar se ha de tener en cuenta las normativas laborales en cuanto a seguridad del trabajo se refiere. En la operación eléctrica ha de cuidarse:
 
- No trabajar con dispositivos encendidos que estén con la carcasa abierta.
- Utilizar los instrumentos de medida adecuados a las características de las señales con las que se trabaja: no es lo mismo medir los 5 V en un componente electrónico que los 220 V de fuerza en la red eléctrica.
- Conectar a tierra todos los equipamientos de la red.
- No perforar ni dañar ninguna línea tanto de fuerza como de datos o de voz.
- Localizar todas las líneas eléctricas, así como motores y fuentes de interferencia antes de comenzar con la instalación de transporte de datos.
 
En los procedimientos laborales ha de tenerse en cuenta:
 
- Asegurarse bien de las medidas de la longitud de los cables antes de cortarlos.
- Utilizar protecciones adecuadas al trabajo que se realiza: gafas protectoras, guantes, etcétera.
- Asegurarse de que no se dañará ninguna infraestructura al realizar perforaciones en paredes, suelos o techos.
- Limpieza.
 
 Flujo de trabajo de la instalación
 
La instalación consiste en la ejecución ordenada según las directrices del proyecto de instalación de un conjunto de tareas que revierten en proporcionar el servicio que el cliente que solicitó la instalación necesitaba.
 
 
 
 Figura 3.25. Flujo de trabajo de una instalación de red.

Capítulo 2: Instalación. Proyecto y flujo de trabajo (continuación)      Algunas de estas tareas se pueden superponer en el tiempo; es algo que habrá que tener en cuenta al confeccionar el calendario de instalación. A continuación describimos algunas de estas tareas:
  - Instalación de las tomas de corriente. Esta tarea suele realizarla un electricista, pero desde el punto de vista del proyecto hemos de asegurarnos que hay tomas de corriente suficientes para alimentar todos los equipos de comunicaciones.
 
- Instalación de rosetas y jacks. Es la instalación de los puntos de red finales desde los que se conectarán los equipos de comunicaciones sirviéndose de latiguillos. La mayor parte de estas conexiones residirán en canaletas o en armarios de cableado.
 
 - Tendido de los cables. Se trata de medir la distancia que debe recorrer cada cable y añadirle una longitud prudente que nos permita trabajar cómodamente con él antes de cortarlo. Hemos de asegurarnos de que el cable que utilizaremos tenga la certificación necesaria.
 
- Conectorización de los cables en los patch panels y en las rosetas utilizando las herramientas de crispado apropiadas.
 
- Probado de los cables instalados. Cada cable construido y conectorizado debe ser inmediatamente probado para asegurarse de que cumplirá correctamente su función.
 
- Etiquetado y documentación del cable y conectores. Todo cable debe ser etiquetado en ambos extremos así como los conectores de patch panels y rosetas de modo que queden identificados unívocamente.
 
- Instalación de los adaptadores de red. Gran parte de los equipos informáticos vienen ya con la tarjeta de red instalada, pero esto no es así necesariamente.
 
 - Instalación de los dispositivos de red. Se trata de instalar los concentradores, conmutadores, puentes y encaminadores. Algunos de estos dispositivos deben ser configurados antes de prestar sus servicios.
 
- Configuración del software de red en clientes y servidores de la red.


Capítulo 3: Instalación. Elementos


       Elementos de la instalación
  La instalación de la red no sólo se compone de cables y conectores. Estos deben ser fijados a las instalaciones arquitectónicas de los edificios y, además, hay que hacerlos convivir con instalaciones de otra naturaleza que probablemente ya hayan sido tendidas con anterioridad: agua, fuerza eléctrica, etcétera.
 
 Armarios y canaletas
 
En instalaciones de tipo medio o grande, los equipos de comunicaciones se instalan en armarios especiales que tienen unas dimensiones estandarizadas y en los que es fácil su manipulación y la fijación de los cables que a ellos se conectan. Dentro de estos armarios o racks se instalan bandejas de soporte o patch panels para la conexión de jacks o de otro tipo de conectores. En la Figura 3.26 se puede ver un diagrama ejemplo de uno de estos armarios.
 
 
 
 Figura 3.26. Esquema de un armario. A la izquierda se ha representado una escala en metros.
 
La altura de los armarios suele medirse en <<U>>. Por ejemplo, el armario de la figura anterior medía 42 U. Los fabricantes de dispositivos suelen ajustar sus equipos para que se puedan ensamblar en estos armarios ocupando 1, 2 o más U.
 
 
 
 Figura 3.27. Diversos modelos de elementos de conexión en armarios y canaletas.


Capítulo 4: Falsos suelos y techos


 Elementos de la instalación (segunda parte)
 Las canaletas son los conductos a través de los cuales  se tienden los cables para que queden recogidos y protegidos convenientemente. Hay canaletas decorativas, de aspecto más acabado cuya misión es ocultar los cables, y canaletas acanaladas que suelen instalarse en los falsos techos o falsos suelos y que son suficientemente grandes como para llevar muchos cables. Las canalizaciones de datos y de fuerza suelen estar separadas para evitar interferencias.



Figura 3.28. Detalles de la vista posterior de los armarios en un centro de proceso de datos.

Falsos suelos y techos 

Las canalizaciones tendidas por falsos suelos o techos mejoran la limpieza de la instalación haciéndola además mucho más estética. Al diseñar el tendido de la instalación hay que tener en cuenta que muy probablemente el tendido de red no será el único que deba ir por los falsos suelos o techos y que, por tanto, la instalación de red puede entrar en conflicto con otras instalaciones. Hay que poner especial cuidado en que los cables de datos estén alejados de motores eléctricos, aparatos de aire acondicionado  o líneas de fuerza.

Existen rosetas especiales para extraer de los falsos suelos tanto datos como fuerza, pero en el diseño hay que poner cuidado en que no estorben al paso y en que queden protegidas para evitar su deterioro. Los cables llegan a los armarios a través de los falsos suelos justo por debajo de ellos, lo que ayuda a la limpieza de la instalación. Los distintos cables avanzan con orden, normalmente embridados, por los vértices del armario hasta alcanzar la altura a la que deben ser conectados en algún dispositivo o en algún patch panel.


Capítulo 5: Instalación eléctrica


       La instalación eléctrica
 
Es muy importante que la instalación eléctrica esté muy bien hecha. De no ser así, se corren riesgos importantes, incluso de electrocución. Los problemas eléctricos suelen generar problemas intermitentes muy difíciles de diagnosticar y provocan deterioros importantes en los dispositivos de red. Todos los dispositivos de red deben estar conectados a enchufes con tierra. Las carcasas de estos dispositivos, los armarios, las canaletas mecánicas, etc., también deben ser conectadas a tierra.
 
Toda la instalación debe estar a su vez conectada a la tierra del edificio en el que habrá que cuidar que el número de picas que posee es suficiente para lograr una tierra aceptable. Otro problema importante que hay que resolver viene originado por los cortes de corriente o las subidas y bajadas de tensión. Para ello se pueden utilizar sistemas de alimentación ininterrumpida. Normalmente, los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) corrigen todas las deficiencias de la corriente eléctrica, es decir, actúan de estabilizadores, garantizan el fluido frente a cortes de corriente, proporcionan el flujo eléctrico adecuado, etcétera.
 
 
 
 Figura 3.29. Diversos modelos de SAI.
 
El SAI contiene en su interior unos acumuladores que se cargan en el régimen normal de funcionamiento. En caso de corte de corriente, los acumuladores producen la energía eléctrica que permite guardar los datos que tuvieran abiertos las aplicaciones de los usuarios y cerrar ordenadamente los sistemas operativos. Si además no se quiere parar, hay que instalar grupos electrógenos u otros generadores de corriente conectados a nuestra red eléctrica. Básicamente hay dos tipos de SAI:
  - SAI de modo directo. La corriente eléctrica alimenta al SAI y éste suministra energía constantemente al ordenador. Estos dispositivos realizan también la función de estabilización de corriente.
- SAI demodo reserva. La corriente se suministra al ordenador directamente. El SAI sólo actúa en caso de corte de corriente.
 
 
 
 Figura 3.30. Parámetros configurables en una estación para el gobierno de un SAI.
  Los servidores pueden comunicarse con un SAI a través de alguno de sus puertos de comunicaciones, de modo que el SAI informa al servidor de las incidencias que observa en la corriente eléctrica. En la Figura 3.30 se pueden observar algunos de los parámetros que se pueden configurar en un ordenador para el gobierno del SAI. Windows, por ejemplo, lleva ya preconfigurados una lista de SAI  de los principales fabricantes con objeto de facilitar lo más posible la utilización de estos útiles dispositivos.


Capítulo 6: Elementos para la conectividad


Elementos para la conectividad
 
Una vez que se tiene tendido el cable en el edificio hay  que proceder a realizar las conexiones utilizando conectores, rosetas, latiguillos, etcétera.
 
 Patch panels y latiguillos
 
Un patch panel es un dispositivo de interconexión a través del cual los cables instalados se pueden conectar a otros dispositivos de red o a otros match panels. En uno de los lados se sitúan las filas de pines de conexión semejantes a los jacks RJ45, mientras que en el lado opuesto se sitúan las equivalentes filas de conectores. Sobre estos conectores se enchufan los latiguillos que no son más que cables de conexión.
 
 
 
 Figura 3.31. Patch panel y latiguillo.
 
Sobre un armario se instalan patch panels que se conectan al cableado de la instalación por todo el edificio y otros patch panels que se conectan a los conectores de los dispositivos de red, por ejemplo, a los hubs o conmutadores. Después, una multitud de latiguillos conectarán unos patch panels con los otros. De este modo, el cambio de configuración de cableado se realizará cambiando la conectividad del latiguillo sin tener que cambiar nada del cableado largo ni las conexiones a los dispositivos de red.
 
El cable largo instalado conectará las rosetas con los patch panels. Las rosetas (outlet) pueden adoptar multitud de formas dependiendo de el lugar en que se fijen (canaleta, pared, etc.), del tipo de cable que se va a conectar y del conector que el usuario utilizará. La roseta presenta un conector por un lado y una estructura de fijación de los cables de pares por su reverso, a la que serán crimpados. En la Figura 3.32 se puede ver los distintos elementos que componen una roseta RJ45.
 
 
 
 Figura 3.32. Elementos que componen una roseta RJ45.


Capítulo 7: Conexiones a rosetas RJ45


Conexiones a rosetas RJ45
 
En redes de área local sobre cables UTP deben utilizarse conectores RJ45. De los cuatro pares del cable UTP, la red sólo utilizará dos de ellos. Los otros dos pueden utilizarse para telefonía o alguna otra aplicación de telecomunicaciones.
 
Estos cables se construyen de acuerdo con la norma T568A o la T568B. Los fabricantes de cables UTP fabrican los cables de acuerdo con un código de colores que tiene que respetarse porque el conector debe crisparse respetando este código.
 
Si se observa una roseta por detrás se verá que tiene 8 pines o contactos. Algunas incorporan un pin más para la conexión a tierra de la protección del cable (por ejemplo, en los cables STP).
 
Cada filamento de los cuatro pares del UTP debe ir a uno de estos contactos. En la Tabla 3.4 se especifican la relación de pines y colores asociados al filamento.
 
 
 
 Tabla 3.4. Asociación de pines y colores para el conector RJ45.
 
Para fijar los filamentos a los contactos debe pelarse la protección del cable para separar cada uno de ellos, que a su vez estarán recubiertos por material plástico. Este material plástico nunca debe quitarse: las cuchillas del contacto perforarán este recubrimiento en el procedimiento de crimpado. La norma especifica que debe descubrirse menos de 1,25 cm de filamentos, que deberán  destrenzarse.


Capítulo 8: Confección de latiguillos RJ45


Confección de latiguillos RJ45
 
Las estaciones de la red se conectan a los dispositivos de red a través de cables construidos con el código de colores y contactos de la tabla anterior en ambos extremos. El cable se confecciona de modo semejante a la conexión a la roseta, aunque habrá que cambiar la herramienta, que ahora tendrá forma de alicate. En el conector RJ45 los pines deben leerse con la pestaña del conector hacia abajo, de modo que en esa posición el pin número uno queda a la izquierda.
 
 
 
 Figura 3.33. Cable UTP normal y cruzado.
 
Sin embargo, cuando se quieren conectar dos ordenadores directamente por sus tarjetas de red sin ningún dispositivo intermedio se tiene que utilizar un cable cruzado, que altera el orden de los pares para que lo que es recepción en un extremo sea emisión en el otro y viceversa. En la Figura 3.33 se puede ver un ejemplo de construcción de estos dos modelos de cables.
 
La asociación de contactos del conector RJ45 con los códigos de colores del cable UTP cruzado sería la expresada en la Tabla 3.5.
 
 
 
 Tabla 3.5. Asociación de pines y colores para el conector RJ45 en el caso de un cable cruzado.
 
 Actividad 1 y 2
 
 1. Construcción de un cable UTP. La conexión de un ordenador a la red mediante UTP se realiza a través de un latiguillo con dos conectores RJ45. El cable se compone de cuatro pares codificados con ciertos colores. Busca en Internet el modo de realización del cable y, dotado de las herramientas adecuadas, constrúyelo. Prueba su funcionamiento conectando el nodo a un hub utilizando este latiguillo. Se puede conseguir información sobre la construcción del cable.
 
 2. Construcción de un cable UTP cruzado. Se trata de construir un cable semejante al del ejercicio anterior pero cruzado. Este cable permite la conexión de dos nodos de la red directamente sin necesidad de un hub intermedio. Su  construcción difiere de la del cable UTP normal en que deben cruzarse la recepción de un extremo  con la transmisión del otro.


Capítulo 9: Etiquetado de los cables. Cableado estructurado


Etiquetado de los cables
 
La norma EIA/TIA-606 especifica que cada terminación de hardware debe tener alguna etiqueta que lo identifique de manera exclusiva. Un cable tiene dos terminadores, por tanto, cada uno de estos extremos recibirá un nombre.
 
No es recomendable la utilización de un sistema de etiquetado con relación a un momento concreto, es mejor, utilizar nomenclaturas neutras. Por ejemplo, si etiquetamos un PC como <<PC de Dirección>>, y luego cambia el lugar del edificio en donde se ubica la Dirección, habría que cambiar también el etiquetado, sin embargo, se trata de que el etiquetado sea fijo.
 
Se recomienda la utilización de etiquetas que incluyan un identificador de sala y un identificador de conector, así se sabe todo sobre el cable: dónde empieza y dónde acaba. Por ejemplo, se podría etiquetar un cable con el siguiente identificador:
 
 03RS02-05RS24
 
Este cable indicaría que está tendido desde la roseta (RS) número 02 de la sala 03 hasta la roseta 24 de la sala 05. Las rosetas en las salas 03 y 05 irían etiquetadas con 03RS02 y 05RS24 respectivamente.
 
 
 
 Figura 3.34. Algunos modelos de etiquetas para cables.
 
 Cableado estructurado
 
Los cambios que se deben realizar en las instalaciones de red, especialmente en su cableado son frecuentes debido a la evolución de los equipos y a las necesidades de los usuarios de la red. Esto nos lleva a tener en cuenta otro factor importante: la flexibilidad. Un sistema de cableado bien diseñado debe tener al menos estas dos cualidades: seguridad y flexibilidad. A estos parámetros se le pueden añadir otros, menos exigentes desde el punto de vista del diseño de la red, como son el coste económico, la facilidad de instalación, etcétera.


Capítulo 10: Cableado estructurado: necesidad


Necesidad del cableado estructurado
 
La necesidad de cambiar de lugar un puesto de trabajo hace necesarios unos cambios profundos en el cableado de un edificio. Cambiar la estructura de comunicaciones por cable de un edificio no es una tarea sencilla y mucho menos económica. Puede ser inviable para una instalación debido a dos factores:
 
 - Económico. El elevado coste de una instalación completa de cableado hace que se eviten los cambios en la medida de lo posible. A menudo se requiere la modificación de los tendidos eléctricos, una nueva proyección de obras en el edificio, etc. Mientras que los componentes de software (sistemas operativos de red, instalaciones de software en los clientes, etc.) son fácilmente actualizables, los componentes físicos exigen bastantes cambios. Una buena base en el cableado implica un ahorro considerable para el mantenimiento de la instalación, tanto de las redes de datos como de las redes de distribución del fluido eléctrico. Por esta razón se suele decir que la red es el cable.
 
Los edificios de nueva planta se construyen de modo que se facilite tanto la estructura de cableado como su integración y su posible revisión futura . La domótica es una nueva técnica que estructura las comunicaciones y los automatismos en los edificios, se ocupa de la aplicación de la informática y las comunicaciones en el hogar.
 
 Logístico. Los puestos de trabajo muy dependientes de la red hacen imposible los cambios en la red  sin que sufran importantes consecuencias para el desarrollo de sus tareas. Además, algunos nodos de la red pueden tener funciones de servicio corporativas, que no pueden dejar de funcionar sin un grave perjuicio para todos los usuarios. Es el caso de los servidores de discos, de  mpresoras, etc., en los que al quedar fuera de línea se dejan sin trabajo una gran parte de los puestos de la red. A estos servidores con funciones tan importantes se les llama <<servidores de misión crítica>>.
 
Frecuentemente se producen cambios sustanciales en los sistemas de red, de modo que las empresas deben disponer de sistemas que reúnan tanto flexibilidad como seguridad para conseguir una transición tecnológica sencilla. La propia red va transformando el modo de trabajar de los usuarios de la red, les dota de nuevas soluciones y recursos, automatiza su flujo de trabajo. Sin embargo, la transición, al menos en lo referente a los componentes físicos de la red, no es simple, requiere de un estudio pormenorizado de las fases en que se llevará a cabo en forma de proyecto.
 
Un puesto de trabajo, especialmente si es un PC o similar, es probable que tenga que ser sustituido cada pocos años debido a su alta caducidad tecnológica. Sin embargo, cambiar un sistema completo de cableado es más complejo, porque afecta a la estructura del edificio. La estructuración del cable se consigue construyendo módulos independientes que segmenten la red completa en  subsistemas de red, independientes pero integrados, de forma que un subsistema queda limitado por el siguiente subsistema. Estos subsistemas siguen una organización jerarquizada por niveles desde el sistema principal hasta el último de los subsistemas.
 
 "El cableado estructurado es la técnica que permite cambiar, identificar y mover periféricos o equipos de una red con flexibilidad y sencillez. Según esta definición, una solución de cableado estructurado debe tener dos características: modularidad, que sirve para construir arquitecturas de red de mayor tamaño sin incrementar la complejidad del sistema, y flexibilidad, que permite el crecimiento no traumático de la red".
 
 
 
 Figura 3.35. Cableado estructurado vertical y horizontal en dos plantas de un edificio.


Capítulo 11: Cableado estructurado. Elementos


       Elementos del cableado estructurado
 
Partiendo del subsistema de más bajo nivel jerárquico, se presenta la siguiente organización:
 
- Localización de cada puesto de trabajo. A cada puesto deben poder llegar todos los posibles medios de transmisión de la señal que requiera cada equipamiento: UTP, STP, fibra óptica, cables para el uso de transceptores y balums, etcétera.
 
- Subsistema horizontal o de planta. Es recomendable la instalación de una canaleta o un subsuelo por el que llevar los sistemas de cableado a cada puesto. Las exigencias de ancho de banda pueden requerir el uso de dispositivos especiales para conmutar paquetes de red, o concentrar y repartir el cableado en estrella. En este nivel se pueden utilizar todos los tipos de cableados mencionados: coaxial, UTP, STP, fibra, etc., aunque alguno de ellos, como el coaxial, presentan problemas por su facilidad de ruptura o su fragilidad, especialmente en los puntos de inserción de <<T>>, con la consiguiente caída de toda la red. Sólo si el sistema se compone de un número reducido de puestos, el cable coaxial puede compensar por su facilidad de instalación. Además, no requiere  ningún dispositivo activo o pasivo para que la red comience a funcionar. Subsistema distribuidor o administrador. Se pueden incluir aquí los racks, los distribuidores de red con sus latiguillos, etcétera.
  - Subsistema vertical o backbone. Este subsistema está encargado de comunicar todos los subsistemas horizontales por lo que requiere de medios de transmisión de señal con un ancho de banda elevado y de elevada protección. Para confeccionar un backbone se puede utilizar: cable coaxial fino o grueso (10 Mbps), fibra óptica u otro tipo de medios de transmisión de alta velocidad. También se pueden utilizar cables de pares, pero siempre en configuración de estrella utilizando concentradores especiales para ello. Los backbones más modernos se construyen con tecnología ATM, redes FDDI o Gigabit Ethernet. Este tipo de comunicaciones es ideal para su uso en instalaciones que requieran de aplicaciones multimedia.
 
 - Subsistema de campus. Extiende la red de área local al entorno de varios edificios, por tanto, en cuanto a su extensión se parece a una red MAN, pero mantiene toda la funcionalidad de una red de área local. El medio de transmisión utilizado con mayor frecuencia es la fibra óptica con topología de doble anillo.
 
 - Cuartos de entrada de servicios, telecomunicaciones y equipos. Son los lugares apropiados para recoger las entradas de los servicios externos a la organización (líneas telefónicas, accesos a Internet, recepción de TV por cable o satélite, etc.), la instalación de la maquinaria de comunicaciones y para los equipamientos informáticos centralizados. En algunas organizaciones existen los tres tipos de espacios; en otras, el cuarto de equipos incluye al de telecomunicaciones y el de entrada de servicios es sustituido por un armario receptor. Aunque no es estrictamente indispensable, se recomienda un cuarto de comunicaciones por cada planta.
 
 
 
 Figura 3.36. Cableado estructurado desde el cuarto de comunicaciones hasta el usuario final.
 
La especificación de cableado estructurado exige que los cables no superen los 90 m de longitud, teniendo en cuenta que se pueden añadir 10 m más para los latiguillos inicial y final, de modo que el canal de principio a fin no supere los 100 m, que es la distancia permitida por los cables UTP de categoría 5e. También se especifican, por ejemplo, las distancias que hay que dejar alrededor de los armarios para que se pueda trabajar cómodamente en ellos. Los estándares más comunes sobre cableado estructurado son en ANSI/TIA/EIA-568 y ANSI/TIA/EIA-569. Los armarios y distribuidores deben cumplir el estándar ANSI/EIA-310.
 
 Actividade 3 Identificación de una instalación de cableado estructurado
 
En la instalación real utilizada en ejercicios anteriores, identifica ahora los elementos que componen el cableado estructurado. Organiza la hoja de cálculo de inventario utilizando como criterio clasificador los diversos subsistemas de cableado estructurado. Seguidamente, sobre un croquis del lugar donde está la instalación de red, traza las líneas de comunicaciones y adjúntalo al inventario: éste será el inicio de una carpeta de documentación sobre la instalación, que se irá completando con el tiempo.


Capítulo 12: Certificación y montaje del CPD (primera parte)


Certificación y montaje del CPD
 
El correcto funcionamiento del sistema de cableado es tan importante, que en muchas instalaciones se exige la certificación de cada uno de los cables, es decir, se compara la calidad de cada cable con unos patrones de referencia propuestos por un estándar. En el caso de los cables de cobre, la norma comúnmente utilizada es la ANSI/TIA/EIA-TSB-67 del año 1995, la norma EIA/TIA 568 y su equivalente norma ISO IS11801.
 
 Certificación de la instalación
 
La certificación de una instalación significa que todos los cables que la componen cumplen con esos patrones de referencia y, por tanto, se tiene la garantía de que cumplirán con las exigencias para las que fueron diseñados. A modo de ejemplo, los parámetros comúnmente probados para los cables UTP de categoría 5 y clase D son el mapa de cableado, la longitud del segmento que no debe superar los 90 m, la atenuación de la línea y el NEXT (Near-End Crosstalk), que proporciona una medida de la autoinducción electromagnética de unas líneas en otras.
 
Las consideraciones del EIA/TIA 568 especifican los siguientes elementos:
 
- Requerimientos mínimos para el cableado de telecomunicaciones.
- Topología de la red y distancias máximas recomendadas.
- Parámetros determinantes del rendimiento.
 
 
 
Figura 3.37. Vista de un cuarto de comunicaciones instalado con cableado estructurado y certificado.


Capítulo 13: Certificación y montaje del CPD (segunda parte)


En esta norma se incluyen otras, como la TSB36A, que determina las características de los cables de pares trenzados de 100 , la norma TSB40A, que indica las características de los conectores RJ45 y sus conexiones, o la norma TSB53, que especifica los cables blindados de 150 y sus conectores.
 
 
 
 Figura 3.38. Ejemplos comerciales de instrumentos utilizados en la certificación del cableado. En la parte inferior, gráfico ilustrativo de la medida del parámetro NEXT.
 
La certificación del cable se realiza con una maquinaria especial que realiza los tests apropiados de manera automática o semiautomática. Existen cuatro tipos de instrumentos para la medición de parámetros de redes, que en orden creciente de complejidad son los siguientes: comprobadores de continuidad del cable, verificadores de cables, instrumentos de verificación/certificación y analizadores de redes.
 
Los fabricantes de estos dispositivos proporcionan en sus manuales los modos de operación correctos para efectuar todas las medidas. Aquí sólo se mencionarán algunas generalidades. Los aparatos de medida se componen de dos dispositivos, que normalmente se instalan uno al principio del cable (dispositivo activo) y otro al final (dispositivo pasivo) a modo de terminador. El agente activo envía unas señales muy específicas por el cable a certificar y el pasivo devuelve estas señales pudiendo ser leídas de nuevo por el dispositivo activo.
 
En función de la diferencia entre lo que emitió y lo que ha recibido por los diferentes pares del cable el agente activo averigua los parámetros eléctricos del cable construido. Si se comparan estos valores con los de referencia especificados en las normativas, se verifica si el cable es o no válido.
 
 Actividad 4 Certificación de cables
 
Utiliza un dispositivo certificador de cables para comprobar el buen estado de algunos cables. Para ello, hay que seguir las indicaciones que el fabricante del dispositivo proporcionará en el manual de operación o de usuario. Se sugiere la certificación de la instalación del aula, pero si no es posible se tendrán que confeccionar nuevos cables para su comprobación.
 
 
 
 Figura 3.39. Vista de las canalizaciones en la instalación inicial de un centro de proceso de datos.


Capítulo 14: Montaje del centro de proceso de Datos


       Montaje del Centro de Proceso de Datos
 
Muchas de las instalaciones de diversa naturaleza, no sólo de red, pueden realizarse simultáneamente, puesto que suelen ser profesionales distintos los que acometen cada parte de la instalación: electricistas, instaladores de cables y certificadores, aire acondicionado, etcétera. Una vez que las canalizaciones están instaladas y probadas comienza la instalación de servidores y dispositivos de red. A partir de ese momento se podrán empezar a probar los servicios de red antes de llegar al régimen de explotación.
 
 
 
 Figura 3.40. Detalles del desembalaje e instalación de los servidores de un centro de proceso de datos.
 
En el desembalaje de las máquinas es importante guardar en lugar seguro los manuales de usuario, CD de software, garantías de fabricación, información de contacto con el fabricante y cuantos documentos puedan ser útiles en el futuro. También es prudente guardar algunos embalajes, no todos pero sí alguno de los dispositivos más comunes, porque muchos distribuidores proporcionan su servicio de garantía exigiendo el embalaje original antes de proceder a la sustitución de un equipo averiado.
 
En el Centro de Proceso de Datos es muy importante cuidar la accesibilidad a los equipos de modo que se pueda actuar rápidamente en caso de cualquier avería. Además, las consolas de los servidores tienen que estar bien protegidas ya que quien tiene acceso a una consola podrá manipular fácilmente el servidor al que pertenece.
 
Los lugares en los que se instalan servidores o que contienen puntos neurálgicos de las comunicaciones deben ser lugares de estancia cómoda aunque cerrados bajo llave: frecuentemente el acceso a estos lugares se realiza bajo la supervisión de algún sistema de control de presencia con tarjetas de bandas magnéticas, reconocimiento biométrico u otros sistemas de identificación especialmente seguros.
 
 
 
 Figura 3.41. Nuevos detalles del desembalaje e instalación de los servidores de un centro de proceso de datos.
 
 Actividad 5. Diseño del cableado de una red Consigue los planos de planta de un edificio y diseña un sistema de distribución de red para su informatización. Para ello se seguirán las siguientes fases de ejecución:
   1. Estudiar los planos exhaustivamente: muros principales y secundarios, patinillos, galerías, posibilidad de falso suelo o falso techo, etcétera.
 2. Lanzar una hipótesis de informatización: qué espacios se van a informatizar y qué servicios se desean cubrir.
 3. Realizar una propuesta de cableado estructurado en donde lo más importante será decidir dónde instalar el centro de proceso de datos o el cuarto de instalaciones, que tendrá que tener fácil acceso al exterior y a  los sistemas de distribución interior.
 4. Realizar el cómputo de materiales necesarios para poder realizar un presupuesto económico de materiales utilizados.
 5. Confeccionar una carpeta de proyecto.


Capítulo 15: Instalación de una red. Conceptos básicos


       Conceptos básicos
 
- Cable coaxial. Es un cable cuya estructura tiene un conductor central macizo o compuesto por múltiples fibras al que rodea un aislante dieléctrico de mayor diámetro. Una malla exterior aísla de interferencias al conductor central. Por último, utiliza un material aislante para recubrir y proteger todo el conjunto.
 
- Cable de pares STP (Shielded Twisted Pair). Este cable es semejante al UTP pero se le añade un recubrimiento metálico, para evitar las interferencias externas, que debe ser conectado a la tierra de la instalación.
 
- Cable de pares UTP (Unshielded Twisted Pair). Es un cable de pares trenzado y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias; sin embargo, al estar trenzado, compensa las inducciones electromagnéticas producidas por las líneas del mismo cable.
 
-  Cableado estructurado. Técnica que permite cambiar, identificar y mover periféricos o equipos de una red con flexibilidad y sencillez. Según esta definición, una solución de cableado  estructurado debe tener dos características: modularidad, que  sirve para construir arquitecturas de red de mayor tamaño sin incrementar la complejidad del sistema, y flexibilidad, que permite el crecimiento no traumático de la red.
 
 - Conectores para fibra óptica en redes de área local. El conector SC (Straight Connection) es un conector de inserción directa. Suele utilizarse en conmutadores Ethernet de tipo Gigabit. La conexión de la fibra óptica al conector requiere el pulido de la fibra y la alineación de la fibra con el conector. El conector ST (Straight Tip) es un conector semejante al SC pero requiere un giro del conector para su inserción, de modo semejante a los conectores coaxiales. Suele utilizarse en instalaciones Ethernet hibridas entre cables de pares y fibra óptica. Como en el caso del conector SC, también se requiere el pulido y la alineación de la fibra.
 
 - Elementos de conexión física en la red. Además de cables y conectores, hay que considerar balums y transceptores, armarios rack, latiguillos, canaletas, placas de conectores y rosetas.
 
 - Estándares de cableado estructurado. Los estándares más comunes sobre cableado estructurado son en ANSI/TIA/EIA- 568 y ANSI/TIA/EIA-569. Los armarios y distribuidores deben
cumplir el estándar ANSI/EIA-310.
   - Ethernet. Ethernet es un tipo de red que sigue la norma IEEE 802.3. Esta norma define un modelo de red de área local utilizando el protocolo de acceso al medio CSMA/CD en donde las estaciones están permanentemente a la escucha del canal y, cuando lo encuentran libre de señal, efectúan sus transmisiones inmediatamente. Esto puede llevar a una colisión que hará que las estaciones suspendan sus transmisiones, esperen un tiempo aleatorio y vuelvan a intentarlo.
 
- Interfaz RS-232-C. Es el estándar establecido por la asociación de estándares EIA (Electronics Industries Association) para transmisiones serie, especialmente utilizado por gran parte de los módems. El equivalente del CCITT, ahora ITU (Internacional Telecommunication Union), está compuesto por las normas V.24 y  V.28. Estas normativas definen tanto las características
eléctricas como las funcionales de la conexión.
 
 - Ley de Ohm. La ley de Ohm es la ley física que describe el fenómeno que le ocurre a todas las señales eléctricas por el que sufren una disminución de su nivel energético cuando se transmiten por cualquier medio de transmisión. Esta ley afirma que la proporción entre la tensión eléctrica y la intensidad de corriente a través de un conductor es una constante que sólo depende del conductor.
 
 - Tipos de fibras ópticas. En transmisión de datos, actualmente se utilizan tres tipos de fibras ópticas: fibras monomodo, multimodo de índice gradual y multimodo de índice escalonado.


Capítulo 16: Instalación de una red. Actividades propuestas


Actividades propuestas
 
 1. Consigue información sobre las características físicas de los cables UTP y realiza una tabla con los parámetros más significativos. La documentación proporcionada por los fabricantes de los dispositivos certificadores de cables suele ser bastante útil, pero también dispones de mucha información en Internet.
 
 2. Compara las características específicas de los cables UTP de categoría 5 y 5e. Establece analogías y diferencias.
 
 3. Consigue algunos catálogos de cables de fibra óptica de diversos fabricantes y analiza cuáles son los productos comerciales que más se utilizan en la construcción de redes de área local.
 
Fíjate en los precios de fibras semejantes y realiza una tabla comparativa de competencia de precios.
 
 4. Recoge una selección lo más exhaustiva posible de conectores utilizados en redes de ordenadores, módems y telefonía. Incorpora una pegatina con el nombre técnico del conector a cada uno de ellos por uno de sus lados.
 
Dale la vuelta a todos los conectores y desordénalos. Ahora tendrás que identificar el nombre específico de cada uno de ellos. Comprueba que la identificación que has realizado es correcta dando de nuevo la vuelta al conector y leyendo la pegatina.
 
 5. Crea un sistema de identificación de cables semejante al sugerido para conectores en el ejercicio anterior.
 
 6. Busca en Internet información sobre los satélites de órbita baja y compara su utilidad con los satélites situados en otro tipo de órbitas, especialmente en los de órbitas   geoestacionarias.
 
Extrae consecuencias sobre qué servicios de comunicaciones deben utilizar qué tipo de satélites.
 
 7. Recoge información procedente de catálogos de cables suministrador por los principales fabricantes y distribuidores para realizar un análisis de las principales características de los cables STP.
 
Buscar también información de los cables equivalentes UTP y realizar un análisis comparativo de precios entre los sistemas de cableado STP y UTP.
 
 8. Investiga en Internet sobre las características técnicas de los diferentes tipos de cables coaxiales. Fíjate especialmente en el cable coaxial RG-58. Busca precios de los diferentes cables coaxiales y establece una comparativa.
 
 9. Busca algunos proveedores de armarios, canalizaciones y accesorios para confeccionar un catálogo de los productos que serían necesarios para realizar una instalación de red extendida por un edificio. Trata de conseguir también listas de precios.
 
 10. Confecciona una hoja de cálculo para realizar presupuestos de canalizaciones en las instalaciones de red. Para ello deberás tabular el catálogo de productos del ejercicio anterior junto con las listas de precios.
 
Un presupuesto consistirá en describir cuántos componentes hacen falta en la instalación de cada elemento del catálogo para multiplicarlo por su precio unitario.
 
 11. Indaga en los buscadores de Internet por la voz <<cableado estructurado>> para conseguir información sobre sistemas de cableado estructurado.
 
Escribe un documento técnico en donde se incluyan planos y gráficos de los diferentes niveles de estructuración así como las principales normativas que los describen.