Cableado Estructurado

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2 Cableado Estructurado A medida que el uso de redes cableadas se extendía, comenzó a notarse la necesidad de desarrollar un cableado genérico para voz y datos. Proveer un servicio de red eficiente y flexible es una tarea complicada a medida que aumenta el tamaño de la red. Es conveniente seguir las guías y especificaciones publicadas en los estándares de cableado estructurado. Un sistema de cableado estructurado se basa en una serie de segmentos de cable instalados de acuerdo a los estándares. Al diseñar un sistema de cableado es importante planificar pensando en el futuro de la red: crecimiento y nuevas tecnologías. Un sistema de cableado estructurado involucra una jerarquía basada en cables de backbone (cableado vertical) que transportan señales entre armarios de distintos pisos y cableado horizontal que se distribuye en cada piso, desde el armario a cada una de las estaciones.

3 Cableado Estructurado La Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association publicó el primer estándar: EIA/TIA 568A (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard October 1995). El objetivo fue proveer un sistema de cableado genérico, independiente de los vendedores, para soporte de voz y datos. En el 2000 se publicó EIA/TIA 568B, conteniendo las modificaciones a la norma anterior que contemplaran cambios tecnológicos. TIA/EIA 568 lista seis elementos básicos de un sistema de cableado estructurado: Posibilidades de entrada al edificio Espacio de Equipos: Cableado de Backbone Armario de Telecomunicaciones Cableado Horizontal Area de Trabajo

4 Cableado Estructurado 24 Port Patch Panel, with Rear Cable Management

5 Cableado Estructurado

6 Cableado Estructurado El estándar especifica un sistema backbone con topología estrella que no tiene más de dos niveles de jerarquía dentro del edificio. Es decir que un cable no debería pasar por más de un dispositivo de conexión cruzada entre main cross-connect (MC) en la habitación de equipos y el horizontal cross-connect (HC) localizado en el armario. Recordar las ventajas de la topología estrella.

7 Tipos de Cable y Conectores. UTP FTP STP RJ45 RJ45

8 Cableado Estructurado. Categorías EIA/TIA Categoría 1 y 2 No son adecuados para sistemas de cableado estructurado porque están previstos para telefonía o datos de baja velocidad, menos de 1 Mbps. EIA/TIA Categoría 3 Especificado hasta 16MHz, tiene niveles altos de atenuación y NEXT. Solo es apto para 10Mbps Ethernet, 10BaseT. EIA/TIA Categoría 4 Especificado hasta 20MHz.Los niveles de atenuación y NEXT lo hacen adecuado para16 Mbit/s Token Ring. Prácticamente no se usa. EIA/TIA Categoría 5. Cable de 4 pares para soporte de 100 BASE T(100 Mb/s con sólo dos pares, uno para Tx y otro para Rx. Conocido como High Speed Data UTP. Especificado hasta 100 Mhz ha sido diseñado para soportar servicios a 100 Mbps. 10BASE-T, 100BASE-TX, and 1000BASE-T. EIA/TIA Categoría 5E. Cable más testeado en cuanto a potencia total near end e igual nivel far end, crosstalk, distorsión por retardo y pérdidas de retorno Categoría apta para Gigabit Ethernet, usando los 4 pares.

9 Identificación de Pares.

10 Cableado Horizontal. El Channel link tiene 90m más 10m para las conexiones (patch y equipos).

11 Identificación de Componentes 03B-C06-01: 3º piso, armario B, rack C, fila 6, posición 1.

12 Documentación del cableado Al tender una red se debe dibujar un plano del tendido por piso con identificadores apropiados. Llevar en paralelo una anotación con los detalles de los identificadores. Etiquetar cables en ambos extremos al momento de la instalación. Un plano de cableado y la documentación apropiada se convierten en herramientas fundamentales para la administración y mantenimiento de la red, sobre todo en el caso de problemas de funcionamiento.

13 Par Balanceado UTP, constructivamente más susceptible al ruido que el cable coaxial. El ruido de modo común está presente tanto en el conductor de vivo como de neutro, y es medido con respecto a tierra. (común => ruido idéntico aparece en el conductor de vivo y neutro.) El ruido de modo común puede ser causado por descargas atmosféricas, la operación de interruptores, ó una mala conexión de tierra. Los ruidos que pueden ser medidos entre el vivo y el neutro, son llamados ruidos de modo normal. La mayoría son producto del encendido ó apagado de grandes cargas. Potencia Seguridad Transmisión Diferencial

14 Par Balanceado Otro problema potencial es la diafonía por par adyacente, debido a la estrecha proximidad de varios pares de cables de red.

15 Par Balanceado Rechazo Modo Común => Transmisión Diferencial o Balanceada.

16 Par Trenzado

17 Características de los Cables El estándar describe los siguientes parámetros o características de los cables: Pérdidas de Retorno Es la magnitud del coeficiente de reflexión expresado en db. Modifica la forma de los pulsos en el RX, generando jitter y aumentando la tasa de errores. 15 db Cat 5 sobre 10 mts, 17 db Cat 5E. Atenuación Medida en db. Depende de la longitud, el diámetro del conductor, y crece en función de la frecuencia, principalmente por efecto skin y pérdidas en el dieléctrico. Medida sobre el mismo par, en ambos extremos. Por ejemplo, la pérdida de inserción (atenuación) máxima permitida en 10BASE-T es 11.5dB a frecuencias entre 5.0 y 10.0 Mhz. Esto incluye conectores, patch panels y pérdidas por reflexión debidas a desadaptación en el segmento.

18 Medición de Atenuación. NEXT Generador Generador Medidor Medidor Atenuación, se mide entre extremos diferentes del mismo par. NEXT Near End CrossTalk Loss (NEXT), se mide sobre el mismo extremo, entre los pares de TX y RX. Tiene en cuenta las inducciones que se producen por proximidad entre los mismos. Produce una degradación de la relación S/N. Tener en cuenta que la RX está atenuada según el largo del cable desde el extremo transmisor.

19 Medidas para disminuir NEXT Utilizar configuración balanceada en los pares. El principio de funcionamiento de los pares trenzados o líneas balanceadas es completamente distinto que un coaxil. Toda interferencia que llegue a ambos conductores a la vez se cancelará debido a que el sistema admite solo señales en modo diferencial (distinta polaridad en cada conductor del par) ya que están balanceados respecto de masa. Lo mismo sucede cuando se emiten señales. El campo de un conductor será igual pero opuesto al del otro conductor y se producirá un efecto de cancelación impidiendo la emisión y por lo tanto eliminando las pérdidas. Se utiliza una derivación central en los transformadores de acoplamiento para conexión a tierra. Los pares trenzados, para que los acoplamientos sean homogéneos y de este modo se cancelen en el transformador de entrada. Trenzado. Evitar los desbalances entre pares, trenzándolos entre sí, por las mismas razones anteriores.

20 Otras Características Far end crosstalk, FEXT, es el acoplamiento entre dos o más pares TX. Se puede expresar como FEXT o ELFEXT (Equal Level Far End Crosstalk), ambos medidos en db. FEXT y ELFEXT son el mismo acoplamiento pero medido respecto de distintas referencias. FEXT se mide con respecto a una señal perturbadora. ELFEXT se mide con respecto a la señal perturbadora atenuada. Si se sustrae FEXT de ELFEXT, el resultado es la atenuación del canal. Es decir que ELFEXT implica un cálculo que normaliza los resultados de la medición del FEXT, ya que toma en cuenta la atenuación.

21 Otras Características PSNEXT (Power Sum NEXT). En un cable de 4 pares, es la suma algebraica del NEXT (Near End Crosstalk) individual sobre cada uno de los pares, producidos por los otros tres. PSNEXT es importante para la calificación de cables para soporte de Gigabit Ethernet. Dado que PSNEXT es una medida de la diferencia de fortaleza de la señal entre pares perturbadores y un par perturbado, un número alto (menos crosstalk) es más deseable que un número más pequeño (más crosstalk). PSNEXT varía significativamente con la frecuencia.

22 Otras Características DC Loop Resistance: Es una medida de la pérdida lineal en continua de un conductor de alrededor de 9.4 Ohms cada 100m. Aumenta con la longitud del cable. Usualmente tiene menos efecto que la pérdida de inserción. Propagation Delay. Delay Skew:Diferencia máxima en el retardo entre pares de un sistema 100BaseT4, 50nseg. Desbalance de Capacidad: EIA/TIA 568A impone un límite superior de Capacidad de Conductores del mismo par de 5.6nF/100m para cable Categoría 5. Impedancia característica: Los cables Categoría 5 tienen nominalmente impedancia característica de 100Ω. La especificación requiere que la impedancia no se desvíe de 100 Ω más de +/- 15 Ω para frecuencias por encima de 1MHz.

23 Bibliografía Comunicaciones y Redes de Computadores. 6º Edición. William Stalling. Capítulo 14. Digital Communications. Fundamental and Applications. Bernard Sklar. Capítulo 9. Redes de Computadoras. 3º Edición. Andrew Tanenbaum. Capítulo 4. Ethernet. The Definitive Guide. Charles E. Spurgeon.

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