Proyecto de CERTIFICACIÓN, ANÁLISIS Y REPARACIÓN DE REDES DE DATOS DE ACUERDO A LOS ESTÁNDARES TIA/ISO EN COBRE Y FIBRA ÓPTICA en el marco de la convocatoria de ayudas de la Resolución de 5 de abril de 2011, de la Secretaría de Estado de Educación y Formación Profesional, por la que se convocan ayudas destinadas a la realización de proyectos de innovación aplicada y transferencia del conocimiento en la formación profesional del sistema educativo. OBJETIVOS. Esta práctica pretende aprender a utilizar el certificador DTX1800 para certificar: 1. Un latiguillo comercial construido con cable UTP Cat.5 en correcto funcionamiento. 2. Un latiguillo construido con cable UTP Cat.5 intencionadamente defectuoso. 3. Un enlace permanentes de un puesto de trabajo de un aula de informática. INTRODUCCIÓN La "certificación" es el proceso mediante el cual se compara el rendimiento de transmisión de un sistema de cableado instalado con un estándar determinado empleando un método definido por el estándar para medir dicho rendimiento. Para realizar esta práctica se requiere entender el concepto de "canal" y de "enlace permanente". En la figura que sigue se representan ambas ideas. El canal es el cableado que va desde la tarjeta de comunicaciones del Puesto de Trabajo al elemento electrónico de red, generalmente un conmutador/concentrador. En la figura que sigue se representan ambas ideas. El enlace permanente, indicado en la figura siguiente, es la instalación cableada fija que va desde la roseta (Hembrilla Jack RJ45) del puesto de trabajo a su correspondiente puerto en el panel de parcheo del armario de comunicaciones. 1
Tal como puede verse, si se añade al enlace permanente los dos latiguillos de los extremos, obtendremos el canal correspondiente. Los límites del enlace permanente están diseñados para acomodar 3 conectores: Una conexión en la sala del equipo, un punto de consolidación (opcional), y una salida al armario de comunicaciones. La mayoría de los instaladores certifican sólo la red a nivel de enlace permanente, de esta manera no se arriesgan a garantizar la categoría para un canal con partes expuestas y que podrían ser manipuladas o modificadas por los usuarios. (La prueba del canal ha sido oficialmente eliminada por TIA/EIA-568-B.1). Un certificador de cableado de Redes de Datos, realiza una serie de testeos a fin de verificar si se adapta o no la infraestructura de red a una determinada categoría o standard. La norma ANSI/TIA/EIA-568-B a través de una serie de documentos, describe las características mecánicas y eléctricas del cableado tanto para el cable trenzado sin pantalla UTP como el apantallado SCTP, clasificándolos en las siguientes categorías Categoría 3, Categoría 5, Categoría 5e, Categoría 6 y Categoría 7. Se denomina decibelio (db) a la unidad empleada en Acústica y Telecomunicaciones para expresar la relación entre dos potencias, acústicas o eléctricas. Se le llama así en honor a Alexander Graham Bell, tradicionalmente considerado como inventor del teléfono. Es una unidad de medida adimensional y relativa (no absoluta), que es utilizada para facilitar el cálculo y poder realizar gráficas en escalas reducidas. El db relaciona la potencia de entrada (PE) y la potencia de salida (PS), a través de la fórmula: El decibelio (db) se usa para medir ganancia o atenuación, según sea el signo, positivo o negativo respectivamente. En la tabla que sigue se muestra cuánto porcentaje de la potencia de la señal se pierde en una comunicación para un margen dado en decibelios, Margen(dB) 0.1 0.2 0.3 Pérdida (%) 2 4.5 7 Margen(dB) 1 2 3 Pérdida (%) 21 37 50 2
0.4 9 4 60 0.5 11 5 68 0.6 13 6 75 0.7 15 7 80 0.8 17 8 84 0.9 19 9 88 Y así por ejemplo, cuando el margen, medido en decibelios entre dos señales, cae en tres unidades, la pérdida de la potencia de la señal se reduce al 50%. Los parámetros en estudio para la certificación en cobre son: Mapeado de Hilos. Esta prueba construye el mapa de los 8+1 hilos posibles (incluido blindaje), aunque sólo considerará los hilos para el tipo de prueba seleccionada. Verifica la continuidad eléctrica de cada cable. Comprueba que no existan pares invertidos, cruzados o divididos. En caso de falla, esta prueba debe ser la primera en ser corregida, pues afectará al resto de las pruebas. El resultado se muestra en el código de colores de la norma ejecutada. Origen de los errores: Cables defectuosos, conectores defectuosos, errores en el crimpado, daño en la instalación, etc... Resistencia. Esta prueba mide la resistencia (expresada en ohms) de cada par y se compara con el valor patrón del fabricante. Origen de los errores: Cables incompatibles, conexiones defectuosas, cortocircuito de hilos, etc... Longitud. El cálculo de la longitud del cable se basa en la demora de la propagación de una señal a través del cable. Verifica que la longitud de cada par está dentro de los límites indicados por la norma. Se debe recordar que cada par tendrá una longitud diferente para evitar los efectos de la inducción mutua. El trenzado es diferente en los diferentes pares. Según la norma, el enlace permanente más largo no puede exceder de 90 m. y el canal más largo no puede exceder de 100 m. Origen de los errores: Valor incorrecto del NVP, Longitud excedida a la norma, Corto circuitos en el cable, conector defectuoso, daño en la instalación, etc... Tiempo de propagación. La diferencia de propagación o Delay skew es el parámetro que mide la diferencia entre la velocidad de la señal de transmisión entre el par más rápido y el par más lento del cable. Este parámetro esta medido en nanosegundos (ns). 3
Origen de los errores: Todos. Diferencia de retardo. La velocidad nominal de propagación (NVP) es la velocidad de una señal por el cable relativa a la velocidad de la luz. En el vacío, las señales eléctricas viajan a la velocidad de la luz. En un cable, las señales viajan a una velocidad menor a la de la luz. La velocidad de una señal eléctrica en un cable es por lo general entre el 60% y 80% de la velocidad de la luz. Si la NVP de un cable es demasiado lenta o el cable es demasiado largo, las señales se demoran y el sistema no puede detectar las colisiones lo suficientemente pronto para prevenir graves problemas en la red. Origen de los errores: Todos. Pérdida de inserción. (INSERTION LOSS) La atenuación es originada por una pérdida de energía eléctrica en la resistencia del cable y fuga a través material aislante cable. Esta se expresa decibelios (db). Los valores más bajos de la atenuación corresponden a un mejor rendimiento del cable. La perdida de inserción es la medida de la cantidad de energía que se pierde cuando las señales eléctricas circulan por el cable. Con esta medida cuantificamos la resistencia que opone el medio físico del enlace ante las transmisiones eléctricas. Podemos decir también que la perdida de inserción aumenta en forma considerable y lineal, a medida que aumenta la longitud del enlace. Se mide inyectando una señal de amplitud conocida en la unidad remota y leyendo la amplitud correspondiente en la unidad principal. Los valores más bajos de la atenuación corresponden a un mejor rendimiento del cable. Origen de los errores: Terminaciones mal ejecutadas, longitud excesiva, cable incorrecto, etc... Pérdida de retorno. (RETURN LOSS) La pérdida de retorno es la diferencia entre la potencia de la señal transmitida y las reflexiones 4
causadas por variaciones en impedancia del cable. Un valor alto significa que impedancias son casi iguales, lo da como resultado una gran potencias señales transmitidas reflejadas. Los cables con valores altos de pérdida retorno son más eficientes para transmitir señales LAN porque se pierde muy poco la señal en reflexiones. Los valores más altos de pérdida de retorno corresponden a un mejor rendimiento del cable. Origen de los errores: Cables abiertos, en corto o dañados, conectores desgastados o dañados, empalme en los cables, etc... NEXT (Near End Cross Talk - Diafonía extremo cercano). Mide la Diafonía existente entre un par transmisor y un par adyacente dentro del mismo cable. La medición se realiza en ambos extremos, para todas las combinaciones posibles, arrojando 12 resultados.(se produce diafonía o crosstalk, cuando parte de las señales presentes en un extremo del cable, llamado perturbador, aparece en el otro, considerado perturbado. La herramienta de prueba mide la interferencia aplicando una señal de prueba a un par de cables y midiendo la amplitud de las señales de interferencia que se reciben en el otro par de cables. El valor de la interferencia se calcula como la diferencia de amplitud entre la señal de prueba y la señal de interferencia al medirse desde el mismo extremo del cable. Se expresa en decibelios. Los valores más altos de NEXT corresponden a menos interferencia y un mejor rendimiento del cable. Origen de los errores: Cables defectuosos, demasiados conectores, destrenzado en las terminaciones, pares divididos, conectores de baja calidad, etc... PS NEXT (POWER SUM NEXT) PSNEXT mide el efecto acumulativo de NEXT de todos los pares de hilos del cable. PSNEXT se computa para cada par de hilos en base a los efectos de NEXT de los otros tres pares. 5
Los parámetros ACR-N (ATTENUATION/CROSSTALK RATIO NEAR), PS ACR-N (POWER SUM ATTENUATION/CROSSTALK RATIO NEAR), ACR-F (ATTENUATION/CROSSTALK RATIO FAR END) y PS ACR-F (POWER SUM ATTENUATION/CROSSTALK RATIO FAR END) son valores calculados algebráicamente a partir de los valores medidos por el DTX1800 indicados más arriba. VALORES DE REFERENCIA Canal: Categoría 5e 6 6 Frecuencia 100 100 250 Pér.Inserción 24.0 21.3 36.0 NEXT 30.1 39.9 33.1 PS NEXT 27.1 37.1 30.2 Pérdida Retorno 10.0 12.0 8.0 Pér.Inserción 20.4 18.5 30.7 NEXT 32.3 41.8 35.3 PS NEXT 12.0 39.3 32.7 Pérdida Retorno 29.3 14.0 9.0 Enlace permanente: Categoría 5e 6 6 Frecuencia 100 100 250 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. El resultado del test conjunto mostrado en la opción "AUTOTEST" indicado por el DTX 1800 Cable Analyzer y dependiendo de cada una de las pruebas individuales es: 6
O en forma más detallada, Un resultado marcado con un asterisco significa que las mediciones están dentro del rango de incertidumbre de la exactitud del probador (figura siguiente) y la notación * es requerida por la norma de prueba seleccionada. Estos resultados se consideran marginales. Los resultados pasa/fallo marginales se marcan con un asterisco azul y rojo, respectivamente. Un PASA* puede ser considerado un resultado de aprobación y un resultado FALLO* debe considerarse una falla. (Ver Manual para la solución de problemas de cableado de cobre). MATERIALES. 1. 2. 3. 4. Latiguillo comercial UTP Cat.5 ó Cat.6 Conectores RJ45. Cable UTP Cat.5 ó Cat.6. Conexión permanentes entre un panel de conexiones de un armario de comunicaciones y un puesto de trabajo asociado. HERRAMIENTAS. 1. Crimpadora RJ45. 2. DTX-1800 Analyzer. 7
PROCEDIMIENTOS. Procedimiento 1.(LATIGUILLO CORRECTO) Esta prueba la realizaremos con un latiguillo comercial garantizado UTP Cat.5. Procedimiento 2. Antes de proceder a la certificación tienes que "asignar referencias" entre la unidad principal del DTX-1800 y la unidad remota, sólo si es necesario. Utiliza para ello el procedimiento auxiliar indicado en DTX1800C. Procedimiento 3. Seguidamente tendrás que establecer las condiciones de la prueba en la unidad principal del DTX1800. Si lo necesitas puedes consultar la práctica P02F, en aquella práctica la prueba se realizaba para un latiguillo construido con un cable UTP Cat.6 y en este caso es Cat.5. Es decir: 8
Procedimiento 4. Coloca el conmutador rotatorio en "AUTO TEST" y pulsa seguidamente "TEST". Al cabo de un cierto tiempo, tanto la unidad principal como la remota indicarán el resultado de la prueba Procedimiento 1.(LATIGUILLO INCORRECTO) Para realizar esta prueba construiremos un latiguillo en el que hemos "destrenzado" los cuatro pares de hilos del cable UTP en la proximidad de un conector RJ45 de forma intencionada. Sigue la misma secuencia de operaciones que en la práctica anterior y finalmente encontrarás. 9
Puede verse que el error se produce porque existe una diferencia en el parámetro NEXT de 0,2 db. La norma para UTP Cat.5 marca que el NEXT debe superar o igualar el valor de 30.1 db. Podemos decir casi con toda seguridad que la pequeña diferencia NEXT, se debe al "destrenzado" de los hilos, lo que provoca diafonía entre ellos. Si "AUTOTEST" falla, presiona la tecla "F1" para obtener información de diagnóstico de la falla y obtener causas probables de la falla y por tanto medidas que puedes tomar para resolver el problema. Procedimiento 1.(ENLACE PERMANENTE) Antes de proceder a la certificación tienes que "asignar referencias" entre la unidad principal del DTX-1800 y la unidad remota, sólo si es necesario. Utiliza para ello el procedimiento auxiliar indicado en DTX1800C. Procedimiento 2. Localiza en el armario de comunicaciones el panel de parcheo asignado al aula donde se encuentran los puestos de trabajo que deseas certificar. Quita el extremo del latiguillo que une dicho puerto con el conmutador/distribuidor y conecta el Adaptador de enlace permanente de la unidad principal del DTX1800 Cable Analyzer. Procedimiento 3. Otro compañero/a tendrá que conectar el Adaptador de enlace permanente de la unidad remota del DTX1800 Cable Analyzer a la hembrilla o jack RJ45 correspondiente al mismo puerto en el Aula. Si los equipos están encendidos y existe conexión eléctrica entre ambos, debéis escuchar en ambos equipos un sonido característico indicando que se ha producido con éxito el enlace eléctrico. Aprovechad y conectad en ambos extremos los auriculares y los micrófonos. Si existe enlace eléctrico, podéis establecer una comunicación verbal que os permita comentar el estado de la prueba, la metodología o la secuencia de la certificación, o cualquier otra cuestión... 1
Procedimiento 4. Seguidamente tendrás que establecer las condiciones de la prueba en la unidad principal del DTX1800. Si lo necesitas puedes consultar la práctica P02F, en aquella práctica la prueba se realizaba para un latiguillo construido con cable UTP Cat.6 según la norma TIA568B, en esta otra, estamos considerando una prueba para un enlace permanente construido con un cable UTP Cat.5 e igual norma. Es decir: Procedimiento 5. Coloca el conmutador rotatorio en "AUTO TEST" y pulsa seguidamente "TEST". Al cabo de un cierto tiempo, tanto la unidad principal como la remota indicarán el resultado de la prueba 1
Puede verse que el enlace permanente bajo prueba "PASA" la certificación Cat.5. Procedimiento 6. Presiona ahora el botón "SAVE" para salvar los resultados. Sigue las pantallas que se presenten y finalmente en la tarjeta de memoria del DTX1800 se almacenarán los resultados. Procedimiento 7. Repetid los procedimientos anteriores hasta certificar la red de otros puestos del aula. Procedimiento 8. Una vez terminadas las operaciones, conectad la unidad principal del DTX1800 vía USB a un ordenador que previamente tenga instalado el programa LinkWare de Fluke Networks. Importad los resultados y lanzad los informes en formato pdf. Procedimiento 9. Los valores de los parámetros de las pruebas son: 1
Y en detalle: Ver informe detallado de las pruebas. 1
Procedimiento 10. Cuando termines todas las tareas de la práctica, limpia la zona de trabajo y avisa al profesorado. Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Educación, Cultura y Deportes y el Fondo Social Europeo. Licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-compartir. Portal del proyecto en http://www.certificacionesredes.es/joomlaprueba/ Ver Unidades prácticas de taller 1