Qué es Cableado Estructurado? Por qué Cableado Estructurado? Elementos del Cableado Estructurado Elementos del Cableado Estructurado Cableado Horizontal Cableado Vertical (BackBone) Otras Consideraciones Normas y Estándares Cableado estructurado Qué es Cableado Estructurado? En el clima actual de los negocios, el tener un sistema confiable de cableado para comunicaciones es tan importante como tener un suministro de energía eléctrica en el que se pueda confiar. Hace unos años, el único cable utilizado para el cableado de edificios era el cable regular para teléfono, instalado por las compañías que suministraban Conmutadores y teléfonos. Estas redes de cables eran capaces de manejar comunicaciones de voz pero, para poder apoyar las comunicaciones de datos, se tenía que instalar un segundo sistema privado de cables; por lo que las compañías suministradoras de computadoras tenían que realizar el cableado necesario para sus aplicaciones. Inicialmente, los sistemas propietarios eran aceptables, pero en el mercado actual urgente de información y con grandes avances tecnológicos, el disponer de comunicaciones de voz y datos por medio de un sistema de cableado estructurado universal es un requisito básico de los negocios. Estos sistemas de cableado estructurado proveen la plataforma o base sobre la que se puede construir una estrategia general para los sistemas de información. Un sistema de cableado estructurado consiste de una infraestructura flexible de cables que puede aceptar y soportar sistemas de computación y de teléfono múltiples, independientemente de quién fabricó los componentes del mismo. En un sistema de cableado estructurado, cada estación de trabajo se conecta a un punto central utilizando una topología tipo estrella, facilitando la interconexión y la administración del sistema. Esta disposición permite la comunicación con, virtualmente cualquier dispositivo, en cualquier lugar y en cualquier momento. Por qué Cableado Estructurado? Uno de los factores lo define el costo del tiempo improductivo, un sistema típico se avería en promedio 23 veces al año y se mantiene abajo durante un promedio de 5 horas, estas horas representan un costo grande para aquellas compañías que dependen totalmente de la información actualizada. Resulta obvio que al evitar el tiempo improductivo se puede ahorrar una cantidad significativa de dinero. El 40% de empleados que trabajan en un edificio se mudan cada año, los traslados, agregados y cambios en un sistema de cableado no estructurado pueden causar trastornos serios en el flujo de trabajo. Un sistema de cableado estructurado ofrece la simplicidad de la interconexión temporal para realizar estas tareas rápidamente, en vez de necesitar la instalación de cables adicionales. Hasta un 70% de todo el tiempo improductivo de una red es causado por problemas resultantes de sistemas de cableado de mala calidad. Esto hace que la selección de una compañía para instalar el sistema de cableado estructurado sea crítica; un sistema de cableado efectivo se traduce en ahorros, tanto de tiempo como de dinero. El beneficio de hacer el cableado solo una vez con un sistema de Cableado Estructurado, un sistema de cableado no estructurado hará que los costos se escalen continuamente, porque necesitará que se lo actualice regularmente. Un sistema de cableado estructurado requerirá muchas menores actualizaciones y, por ende, mantendrá los costos controlados. El costo inicial de un sistema estructurado puede resultar un poco más alto, pero este hará ahorrar dinero durante la vida del sistema. Vida Útil, un sistema de cableado estructurado durara en promedio mucho más que cualquier otro componente de la red; debido a este hecho, la elección de un sistema apropiado de cableado es un aspecto crítico del diseño de una red.
Elementos del Cableado Estructurado 1. Cableado Horizontal El cableado horizontal incorpora el sistema de cableado que se extiende desde la salida de área de trabajo de telecomunicaciones (Work Area Outlet, WAO) hasta el cuarto de telecomunicaciones. 2. Cableado del Backbone (Vertical) El propósito del cableado del backbone es proporcionar interconexiones entre cuartos de entrada de servicios del edificio, cuartos de equipo y cuartos de telecomunicaciones. El cableado del backbone incluye la conexión vertical entre pisos en edificios de varios pisos. El cableado del backbone incluye medios de transmisión (cable), puntos principales e intermedios de conexión cruzada y terminaciones mecánicas. 3. Cuarto de Telecomunicaciones Un cuarto de telecomunicaciones es el área en un edificio utilizada para el uso exclusivo de equipo asociado con el sistema de cableado de telecomunicaciones. El espacio del cuarto de comunicaciones no debe ser compartido con instalaciones eléctricas que no sean de telecomunicaciones. El cuarto de telecomunicaciones debe ser capaz de albergar equipo de telecomunicaciones, terminaciones de cable y cableado de interconexión asociado. El diseño de cuartos de telecomunicaciones debe considerar, además de voz y datos, la incorporación de otros sistemas de información del edificio tales como televisión por cable (CATV), alarmas, seguridad, audio y otros sistemas de telecomunicaciones. Todo edificio debe contar con al menos un cuarto de telecomunicaciones o cuarto de equipo. No hay un límite máximo en la cantidad de cuartos de telecomunicaciones que pueda haber en un edificio. 4. Cuarto de Equipo El cuarto de equipo es un espacio centralizado de uso específico para equipo de telecomunicaciones tal como central telefónica, equipo de cómputo y/o conmutador de video. Varias o todas las funciones de un cuarto de telecomunicaciones pueden ser proporcionadas por un cuarto de equipo. Los cuartos de equipo se consideran distintos de los cuartos de telecomunicaciones por la naturaleza, costo, tamaño y/o complejidad del equipo que contienen. Los cuartos de equipo incluyen espacio de trabajo para personal de telecomunicaciones. Todo edificio debe contener un cuarto de telecomunicaciones o un cuarto de equipo. Los requerimientos del cuarto de equipo se especifican en los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ANSI/TIA/EIA-569. 5. Cuarto de Entrada de Servicios El cuarto de entrada de servicios consiste en la entrada de los servicios de telecomunicaciones al edificio, incluyendo el punto de entrada a través de la pared y continuando hasta el cuarto o espacio de entrada. El cuarto de entrada puede incorporar el "backbone" que conecta a otros edificios en situaciones de campus. Los requerimientos de los cuartos de entrada se especifican en los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ANSI/TIA/EIA-569. 6. Sistema de Puesta a Tierra y Puenteado El sistema de puesta a tierra y puenteado establecido en el estándar ANSI/TIA/EIA-607 es un componente importante de cualquier sistema de cableado estructurado moderno.
Cableado Horizontal Es la porción del cableado que se extiende desde el área de trabajo hasta el armario de telecomunicaciones. El término horizontal se utiliza porque típicamente este cableado se desplaza de una manera horizontal en el edificio. El cableado horizontal es típicamente el más difícil de mantener debido a la complejidad de trabajo en una oficina en producción. Es sumamente necesario que se tome en cuenta no solo las necesidades actuales sino las futuras para no causar molestias a los usuarios en el trabajo diario El cableado horizontal consta de dos elementos básicos: 1. Cable Horizontal y Hardware de Conexión. (También llamado "cableado horizontal"). Proporcionan los medios para transportar señales de telecomunicaciones entre el área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estos componentes son los "contenidos" de las rutas y espacios horizontales. 2. Rutas y Espacios horizontales. (También llamado "sistemas de distribución horizontal") Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los "contenedores" del cableado horizontal. El cableado horizontal incluye: Las salidas (cajas/placas/conectores) de telecomunicaciones en el área de trabajo, "WAO" (Work Area Outlets). Cables y conectores de transición instalados entre las salidas del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Paneles de empate (patch) y cables de empate utilizados para configurar las conexiones de cableado horizontal en el cuarto de telecomunicaciones. El cableado horizontal típicamente: Contiene más cable que el cableado del backbone. Es menos accesible que el cableado del backbone. Consideraciones de diseño: Los costos en materiales, mano de obra e interrupción de labores al hacer cambios en el cableado horizontal pueden ser muy altos. Para evitar estos costos, el cableado horizontal debe ser capaz de manejar una amplia gama de aplicaciones de usuario. La distribución horizontal debe ser diseñada para facilitar el mantenimiento y la relocalización de áreas de trabajo. El cableado horizontal deberá diseñarse para ser capaz de manejar diversas aplicaciones de usuario incluyendo: Comunicaciones de voz (teléfono). Comunicaciones de datos. Redes de área local. El diseñador también debe considerar incorporar otros sistemas de información del edificio (por ej. otros sistemas tales como televisión por cable, seguridad, audio, alarmas y sonido) al seleccionar y diseñar el cableado horizontal. Topología: La topología del cableado siempre será de tipo estrella Un cable para cada salida en los puestos de trabajo Todos los cables de la corrida horizontal deben estar terminados en cajillas y paneles Puntos de Transición: Se entiende como puntos de transición cualquier panel intermedio al cuarto de telecomunicaciones y las cajillas del área de trabajo. Sólo debe haber un punto de transición en cada corrida horizontal (Recomendablemente Ninguno). Distancia del cable: La distancia horizontal máxima es de 90 metros independiente del cable utilizado. Esta es la distancia desde el área de trabajo de telecomunicaciones hasta el cuarto de telecomunicaciones. Al establecer la distancia máxima se hace la previsión de 10 metros adicionales para la distancia combinada de cables de conexión (3 metros) y cables utilizados para conectar equipo en el área de trabajo de telecomunicaciones y el cuarto de telecomunicaciones. Tipos de cable: Los tres tipos de cable reconocidos por ANSI/TIA/EIA-568-A para distribución horizontal son: Par trenzado, cuatro pares, sin blindaje (UTP) de 100 ohmios, 22/24 AWG Par trenzado, dos pares, con blindaje (STP) de 150 ohmios, 22 AWG Fibra óptica, dos fibras, multimodo 62.5/125 mm El cable a utilizar por excelencia es el par trenzado sin blindaje UTP de cuatro pares categoría 5. El cable coaxial de 50 ohmios se acepta pero no se recomienda en instalaciones nuevas.
Salidas de área de trabajo: Toda área de trabajo debe tener: Una Salida de Telecomunicaciones con un cable de 4 Pares UTP categoría 3 como Mínimo. Una Salida Adicional que puede ser escogida entre los siguientes medios: o Cable de 4 Pares UTP (Categoría 5 Recomendablemente). o Cable de 2 Pares STP. o Cable de 2 Fibras Ópticas, 62.5/125?m. Evitado de interferencia electromagnética: A la hora de establecer la ruta del cableado de los closets de alambrado a los nodos es una consideración primordial evitar el paso del cable por los siguientes dispositivos: Motores eléctricos grandes o transformadores (mínimo 1.2 metros). Cables de corriente alterna Luces fluorescentes y balastros (mínimo 12 centímetros). El ducto debe ir perpendicular a las luces fluorescentes y cables o ductos eléctricos. Intercomunicadores (mínimo 12 CMS.) Equipo de soldadura Aires acondicionados, ventiladores, calentadores (mínimo 1.2 metros). Otras fuentes de interferencia electromagnética y de radio frecuencia. Cableado Vertical (BackBone) La función del cableado vertical es la interconexión de los diferentes cuartos de comunicaciones. El cableado vertical es típicamente menos costoso de instalar y debe poder ser modificado con más flexibilidad. Topología La topología del cableado vertical debe ser típicamente una estrella. En circunstancias donde los equipos y sistemas solicitados exijan un anillo, este debe ser lógico y no físico. Cables Reconocidos Cable UTP de 100?. Multipar Cable STP de 150?. Multipar Cable de múltiples Fibras Ópticas 62.5/125?m. Cable de múltiples Fibras Ópticas Monomodo (9/125?m). Combinaciones Distancias Dentro del Edificio o Cobre 90mts o Fibra Óptica 500 mts Entre Edificios o Cobre 800 mts o Fibra Óptica Multimodo 2Km o Fibra Óptica Monomodo 3Km.
Otras Consideraciones Conductos, Pasos y Espacios para Cableado Vertical: Utilización de tuberías de 4 de metal rígido para exteriores, galvanizadas para interiores. Debe instalarse una tubería mínimo desde el cuarto de equipos hasta cada cuarto de telecomunicaciones. Las bocas de las tuberías deben tener anillos de protección para los cables. Las aberturas alrededor de las tuberías deben estar selladas con concreto o barreras contra fuego. Conductos, Pasos y Espacios para Cableado Horizontal: Si existiera cielo raso suspendido se recomienda la utilización de canaletas para transportar las corridas horizontales. Una tubería de 3/4 por cada 2 cables UTP. Una tubería de 1 por cada cable de 2 Fibras Ópticas. Armarios y Cuartos de Equipos: Deben poseer espacio suficiente para albergar todos los paneles y equipos necesarios. Deben tener fácil acceso para el personal de mantenimiento de los cables y equipos. Deben estar acondicionados eléctrica y ambientalmente para los equipos a instalar. Deben tener puertas y llaves para seguridad. Electricidad y Aterrizaje: Todos los componentes metálicos tanto de la estructura (Tuberías, Canaletas, Etc.) Como del mismo cableado (Blindaje, Paneles y Equipo) deben ser debidamente llevados a tierra para evitar descargas por acumulación de estática. Todas las salidas eléctricas para computadoras deben ser polarizadas y llevadas a una tierra común. Todos los equipos de comunicaciones y computadoras deben de estar conectados a fuentes de alimentación ininterrumpidas (UPS) para evitar pérdidas de información.
Normas y Estándares 1. ANSI/TIA/EIA-568-A_Commercial Building Telecommunications Cabling Standard (October 1995). Documento principal que regula todo lo concerniente a sistemas de cableado estructurado para edificios comerciales. 2. ANSI/EIA/TIA-569_Commercial Building Standards for Telecommunications Pathways and Spaces (October 1990). Documento que especifica los estándares para los conductos, pasos y espacios necesarios para la instalación de sistemas estandarizados de telecomunicaciones. 3. ANSI/EIA/TIA-570_Residential and Light Commercial Telecommunications Wiring Standard (June 1991). Especifica Normas para la instalación de Sistemas de Telecomunicaciones en áreas residenciales y comerciales de baja densidad. 4. ANSI/TIA/EIA-606_The Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial building (February 1993). Regula y sugiere los métodos para la administración de los sistemas de telecomunicaciones. La administración se refiere a documentación, Etiquetado, Planos, Reportes y Hojas de Trabajo. 5. ANSI/TIA/EIA-607_Commercial Building Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications (August 1994). Regula las especificaciones sobre los sistemas de tierra para equipos de telecomunicaciones. 6. TIA/EIA TSB-67_Transmission Performance Specifications for Field Testing of Unshielded Twisted-Pair Cabling Systems - Draft (September 1995). Regula las especificaciones de equipos para la prueba, medición y certificación de sistemas de cableado estructurado. 7. TIA/EIA TSB-72_Centralized Optical Fiber Cabling Guidelines - Draft (September 1995). Regula la instalación de sistemas centralizados de fibra óptica. 8. TIA/EIA TSB-75_Additional Horizontal Cabling Practices for Open Offices - Draft (June 1996). Regula lo concerniente a espacios de oficinas abiertos u oficinas con mucho movimiento de personal. Conclusiones y Recomendaciones El diseño de una red, hoy en día debe ser cuidadosamente analizado, entre los factores que influyen para lograr un buen diseño se deben citar: la flexibilidad con respecto a los servicios soportados, la vida útil requerida, el tamaño del sitio y la cantidad de usuarios que estarán "conectados", costos, entre otros. Teniendo en cuenta estos factores no se debe dudar en utilizar el mecanismo que provea las facilidades de estandarización, orden, rendimiento, durabilidad, integridad, y facilidad de expansión como el Cableado Estructurado provee. El Cableado Estructurado es una técnica o un sistema de cableado de redes que sigue una serie de normativas de manera modular a efecto de proporcionar una obra física apropiada para el usuario desde el punto de vista de la necesidad de telecomunicaciones presente y futura, ya que el seguir con los estándares para el cableado horizontal, vertical, área de trabajo, cuarto de telecomunicaciones, cuarto de equipo y entradas de servicios, regulados principalmente por los estándares EIA/TIA 569-A, 569 y las reglas de administración de la infraestructura de red del estándar EIA/TIA 606, proporcionan una buena oportunidad para la expansión futura de una red de telecomunicaciones en edificios comerciales y oficinas. Como recomendación final se debe establecer una nomenclatura de documentación para cada instalación de cableado estructurado, todos los cables paneles y salidas deben de estar documentados tanto a simple vista como en su interior. Deben mantenerse planos y/o diagramas de las instalaciones.
Topologías de red Hemos visto en el tema sobre el modelo OSI y la arquitectura TCP/IP que las redes de ordenadores surgieron como una necesidad de interconectar los diferentes host de una empresa o institución para poder así compartir recursos y equipos específicos. Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden interconectar o unir de diferentes formas, siendo la forma elegida un factor fundamental que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red. La disposición de los diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topología de la red. La topología idónea para una red concreta va a depender de diferentes factores, como el número de máquinas a interconectar, el tipo de acceso al medio físico que deseemos, etc. Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topología: 1. La topología física, que es la disposición real de las máquinas, dispositivos de red y cableado (los medios) en la red. 2. La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y transmisión de tokens (Token Ring). 3. La topología matemática, mapas de nodos y enlaces, a menudo formando patrones. La topología de broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. Las estaciones no siguen ningún orden para utilizar la red, sino que cada máquina accede a la red para transmitir datos en el momento en que lo necesita. Esta es la forma en que funciona Ethernet. En cambio, la transmisión de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eléctrico de forma secuencial a cada host. Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token hacia el siguiente host y el proceso se vuelve a repetir. Vamos a ver a continuación los principales modelos de topología. Modelos de topología Las principales modelos de topología son: Topología de bus La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.
La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos. Topología de anillo Una topología de anillo se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo está conectado solamente con los dos nodos adyacentes. Los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables en lo que se denomina una cadena margarita. Para que la información pueda circular, cada estación debe transferir la información a la estación adyacente. Topología de anillo doble Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos. La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez. Topología en estrella
La topología en estrella tiene un nodo central desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central, generalmente ocupado por un hub, pasa toda la información que circula por la red. La ventaja principal es que permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. La desventaja principal es que si el nodo central falla, toda la red se desconecta. Topología en estrella extendida: La topología en estrella extendida es igual a la topología en estrella, con la diferencia de que cada nodo que se conecta con el nodo central también es el centro de otra estrella. Generalmente el nodo central está ocupado por un hub o un switch, y los nodos secundarios por hubs. La ventaja de esto es que el cableado es más corto y limita la cantidad de dispositivos que se deben interconectar con cualquier nodo central. La topología en estrella extendida es sumamente jerárquica, y busca que la información se mantenga local. Esta es la forma de conexión utilizada actualmente por el sistema telefónico. Topología en árbol La topología en árbol es similar a la topología en estrella extendida, salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. El enlace troncal es un cable con varias capas de ramificaciones, y el flujo de información es jerárquico. Conectado en el otro extremo al enlace troncal generalmente se encuentra un host servidor.
Topología en malla completa En una topología de malla completa, cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos. Las ventajas son que, como cada todo se conecta físicamente a los demás, creando una conexión redundante, si algún enlace deja de funcionar la información puede circular a través de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar a destino. Además, esta topología permite que la información circule por varias rutas a través de la red. La desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora. Topología de red celular La topología celular está compuesta por áreas circulares o hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro.
La topología celular es un área geográfica dividida en regiones (celdas) para los fines de la tecnología inalámbrica. En esta tecnología no existen enlaces físicos; sólo hay ondas electromagnéticas. La ventaja obvia de una topología celular (inalámbrica) es que no existe ningún medio tangible aparte de la atmósfera terrestre o el del vacío del espacio exterior (y los satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios y violaciones de seguridad. Como norma, las topologías basadas en celdas se integran con otras topologías, ya sea que usen la atmósfera o los satélites. Topología irregular En este tipo de topología no existe un patrón obvio de enlaces y nodos. El cableado no sigue un modelo determinado; de los nodos salen cantidades variables de cables. Las redes que se encuentran en las primeras etapas de construcción, o se encuentran mal planificadas, a menudo se conectan de esta manera. Las topologías LAN más comunes son: Ethernet: topología de bus lógica y en estrella física o en estrella extendida. Token Ring: topología de anillo lógica y una topología física en estrella. FDDI: topología de anillo lógica y topología física de anillo doble.